Brevet FR2892487A1 — publié le 20070427

La présente invention concerne un limiteur réglable de débit pour un conduit de fluide permettant d'établir une restriction réglable du passage du fluide dans un sens de circulation et de libérer le plein passage de ce dernier dans l'autre sens de circulation. De manière préférée, cet appareil assure en même temps une fonction de raccordement entre un tube appartenant au conduit et un organe fonctionnel auquel doit être connecté ce tube. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La fonction de limitation de débit unidirectionnel et réglable est bien connue, même incorporée dans un raccord. La forme la plus courante d'un tel appareil est un raccord coudé dans lequel une partie d'implantation sur un organe - généralement un vérin - comporte un canal central prolongé par un canal latéral perpendiculaire au premier et ménagé dans une partie de connexion (en général dite instantanée) d'un tube au raccord. L'un des canaux est divisé en deux branches parallèles en dérivation l'une de l'autre ; l'une des branches porte un clapet unidirectionnel et l'autre une restriction réglable (un clapet ou un pointeau à vis manoeuvrable depuis l'extérieur du corps, permettant d'éloigner ou de rapprocher le clapet ou le pointeau d'un siège entourant la branche correspondante du canal). Dans d'autres formes de réalisation, l'appareil se présente comme un raccord union auquel peuvent se connecter deux tubes (au moyen d'une connexion instantanée par exemple) l'un en face de l'autre, alors que per-pendiculairement à l'axe de ces deux tubes, le corps comporte une sorte de pointeau formant un élément de restriction réglable de la section de passage d'une branche de canal disposée dans le corps en parallèle d'une autre branche de canal pourvue d'un clapet unidirectionnel. Les clapets unidirectionnels sont réalisés sous la forme de 2 disques, lèvres ou jupes en élastomère qui se déforment dans un sens de circulation pour libérer un plein passage et forment un diaphragme d'obturation dans l'autre sens de circulation. Ces dispositifs connus mettent en oeuvre un nombre important de composants. En outre, les organes de réglage, accessibles depuis l'extérieur de l'appareil, for-ment des excroissances à la surface de ces derniers, en augmentent l'encombrement et sont exposés à des chocs ou à des coups qui peuvent les endommager, souvent de manière définitive. Par ailleurs, les moyens de réglage sont en général d'exécution précise (vis à pas fin par exemple) qui requiert des matériaux en général métalliques façonnés par usinage pour obtenir la précision requise. OBJET DE L'INVENTION Par la présente invention, on propose un appareil dont la conception permet de s'affranchir de ces contraintes d'exécution précise, ce qui autorise le choix de matériaux plastiques obtenus par moulage (injection) à moindre coût. Cette conception permet également de supprimer le clapet unidirectionnel séparé des organes de réglage du débit. Elle supprime également toutes pièces en excroissance à la surface du corps de l'appareil, di- minuant ainsi son encombrement et les risques d'endommagement. Elle permet enfin une meilleure accessibilité par l'opérateur au réglage de la restriction de section. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a donc pour objet un li- miteur réglable et unidirectionnel de débit comportant : - un corps au moins partiellement cylindrique avec un axe, - un canal central dans le corps, - un siège de clapet annulaire autour du canal, 3 - un clapet mobile par rapport au siège, axiale-ment dans le canal, - un guide de clapet longitudinal logé au centre du canal, - des moyens pour ajuster l'éloignement du clapet par rapport au siège le long du guide de clapet. Ces moyens de réglages comprennent, conformément à l'invention, au moins un bras radial solidaire du clapet, traversant une lumière du corps pour présenter une extrémité en saillie à l'extérieur de ce dernier, et un manchon extérieur au corps, présentant un épaulement de butée pour l'extrémité susdite du bras et dont la position est réglable le long du corps pour ajuster l'éloignement minimum du clapet par rapport à son siège. L'un des avantages du dispositif selon l'invention est qu'il présente des moyens de réglage de l'éloignement minimum du clapet par rapport à son siège sous la forme d'un manchon qui est coaxial à la partie cylindrique du corps de l'appareil formant ainsi une très faible surépaisseur de cette partie cylindrique extérieure, ce qui répond aux exigences de robustesse et d'encombrement auxquelles les appareils antérieurs ne répondent pas correctement. On comprend que lorsque le fluide s'écoule dans une direction qui tend à éloigner le clapet du siège, cet éloignement est possible car le manchon n'entrave pas cet éloignement. Ce sens de circulation est le sens à plein passage. En revanche, pour le sens de circulation opposé du fluide, le clapet est entraîné par le débit de fluide en direction du siège jusqu'à venir en butée par son bras latéral contre l'épaulement, l'écoule-ment étant alors restreint par la section de passage dé-finie entre le siège et le clapet, donc le débit limité. Pour assurer une stabilité à cette position, le clapet est sollicité en direction de son siège le long de son guide par un ressort de rappel. Afin d'assurer l'étanchéité du limiteur malgré la présence de la lumière ménagée dans le corps, l'épaule-ment du manchon extérieur est situé entre deux lignes de contact étanche de ce manchon avec le corps. Le limiteur selon l'invention peut constituer un organe de raccordement. Ainsi, la partie du corps située à l'opposé du clapet par rapport au siège peut-elle comporter des moyens de connexion instantanée à un tube tan-dis que la partie du corps située du côté du clapet par rapport au siège comporte des moyens extérieurs pour son raccordement à un organe actionneur. Dans un mode particulier de réalisation, le corps comporte un coude à l'opposé du siège par rapport au clapet, ce coude étant pourvu des moyens extérieurs de rac- cordement. Enfin, le clapet comporte, dans une variante de réalisation, une tige de commande formant noyau plongeur d'un électroaimant. Il est ainsi possible de commander l'éloignement du clapet par rapport au siège par attrac- tion magnétique du noyau formant tige de commande de ce dernier et ainsi libérer un plein passage pour les deux sens de circulation du fluide dans le limiteur. Cette disposition peut être intéressante quand la fonction de limitation unidirectionnelle du débit doit être supprimée par exemple de manière momentanée au cours du fonctionne-ment du dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après de quelques exemples de réalisation. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés par-mi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un limiteur de débit selon l'inven- tion, - la figure 2 illustre par une même coupe, une variante de réalisation de la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le limiteur de débit unidirectionnel représenté à la figure 1 est réalisé sous la forme d'un raccord possédant un corps 1, ici coudé, pourvu à l'une de ses extrémités de moyens extérieurs 2 pour son implantation dans un orifice par exemple taraudé d'un organe tel qu'un vérin... consommateur de fluide sous pression. A son autre extrémité, le corps 1 comporte des moyens de connexion rapide 3 connus en eux-mêmes pour assujettir et retenir un tube 4. Plus précisément, le corps du limiteur est en deux parties la et lb reliées l'une à l'autre par emboî- tement dans une zone par exemple de cramponnage 5. La partie la renferme un canal interne avec une partie cylindrique 6a au voisinage des moyens de connexion 2 débouchant dans une chambre annulaire 6b d'axe sensiblement perpendiculaire à la partie 6a. Le centre de cette chambre annulaire 6b est occupé par un guide 7 en forme de tube creux d'axe coaxial à celui de la chambre annulaire 6b et capable d'accueillir à coulissement une queue 8a d'un clapet 8. Ce clapet 8 possède dans le cas de la figure 1, deux bras ou extensions ra- diales 9a, 9b dont les extrémités les plus éloignées du clapet traversent la paroi cylindrique de la partie la du corps 1 au voisinage de la partie lb grâce à une lumière 10a, 10b allongée que cette paroi possède. Les bras 9a, 9b peuvent donc coulisser dans leur lumière respective 10a et 10b alors que la queue 8a du clapet peut coulisser dans le guide tubulaire 7 dont on aura remarqué qu'il est pourvu d'un évent 7a. Un ressort 11, ici représenté comprimé entre l'extrémité ouverte du guide tubulaire 7a et le clapet 8, tend à repousser le clapet 8 vers la droite de la figure c'est-à-dire à l'éloigner du guide tubulaire . La partie lb du corps présente un canal central 6 et à son extrémité emmanchée dans la partie la, un siège 12 faisant face au clapet 8. Ce siège peut être soit conique soit cylindrique entourant le canal 6 et coopérant de manière étanche avec le clapet 8 équipé à cet effet d'un joint torique 13. La partie du corps la qui reçoit la partie lb est pourvue à l'extérieur d'un filetage 14 dont on voit les crêtes en retrait du plan de coupe au niveau des lumières l0a et 10b, ce filetage 14 pouvant coopérer avec un taraudage 15 prévu de manière interne dans un manchon cylindrique 16. Le manchon cylindrique possède deux sections . une section de grand diamètre 17 débouchant vers son extrémité tournée vers la partie la du corps 1 du limiteur et une section 18 de plus petit diamètre entourant la partie lb du corps du limiteur. Entre les deux sections, il existe un épaulement radial 19. On comprend qu'en vissant ou dévissant le manchon 16 sur le corps 1, on déplace dans un sens ou dans l'autre la position de l'épaulement 19, notamment par rapport au siège 12 coopérant avec le clapet 8. Les extrémités des bras 9a et 9b viennent en interférence avec cet épaulement 19, si bien que sous l'action de rappel du ressort 11, le clapet 8 vient par ses bras buter contre cet épaulement 19 et donc son éloignement par rapport au siège 12 dépendra de la position relative de ce siège et de l'épaulement 19. On assure donc une restriction de la section de passage du fluide au droit du siège 12, restriction dont la section dépendra du plus ou moins grand éloignement du clapet 8 par rapport à ce siège réglable au moyen du manchon 16. Le canal interne du tube 4 est en communication directe avec un canal interne 6 de partie lb du corps 1 6 entouré justement par le siège 12. Lorsque du fluide sous pression s'écoule depuis le tube 4 jusque vers les moyens de connexion 2, il rencontre au niveau du siège 12 le clapet 8 qu'il repousse contre l'effet du ressort 11. 1l libère ainsi une pleine section de passage du fluide qui parvient donc à grand débit, par la chambre annulaire 6b et le canal 6a, à l'organe (vérin) consommateur de ce fluide. Pour une circulation inverse du fluide, c'est-à- dire provenant du canal 6a en direction du tube 4, le fluide ne pourra passer au niveau du siège 12 que par une section qui sera déterminée par la position du clapet 8 donc par la position de l'épaulement 19. Dans ce sens de circulation, on aura réalisé une fonction de limitation du débit qui est nécessaire généralement pour contrôler les courses d'un vérin à double effet au niveau de la chambre de ce dernier mise à l'échappement. On comprend que le réglage de la section de passage de la restriction entre le clapet 8 et le siège 12 peut facilement être ré- alisé par vissage ou dévissage du manchon 16 sur le corps 1. L'étanchéité de l'ensemble au niveau du manchon est assurée par deux joints toriques 20 et 21 qui coopèrent respectivement avec les sections 17 et 18 du manchon de manière étanche. Les lumières 10a et 10b sont ainsi cm- _ prises entre deux lignes d'étanchéité qui isolent donc le fluide sous pression de l'atmosphère extérieure. On a réalisé ainsi un limiteur de débit réglable, unidirectionnel, comportant un manchon de réglage 16 n'apportant aucune excroissance au corps du limiteur des- Biné en forme de raccord. En outre, le diamètre relative-ment important du manchon permet, avec un filetage et un taraudage venu par exemple de moulage, sans grande précision, d'obtenir une grande finesse de réglage de la va-leur de l'étranglement entre le clapet 8 et le siège 12. De manière avantageuse, le manchon peut comporter des in- dex qui coopéreront avec des index également prévus sur la partie lb du corps afin d'indiquer à l'opérateur les degrés de restriction qu'il est en train de mettre en œuvre. Le limiteur selon l'invention peut alors être réali-sé entièrement en matière synthétique par des procédés de fabrication tels que l'injection, beaucoup moins onéreux que le décolletage habituellement nécessaire à ce type d'appareil. A la figure 2 on retrouve la plupart des éléments déjà décrits avec les mêmes références. La tige 8a du clapet 8 est prolongée par une partie ferromagnétique 22 qui constitue le noyau plongeur d'un électroaimant 23 tel que lorsqu'on alimente l'enroulement 24 de cet électroaimant on attire vers la gauche le noyau plongeur 22 et on écarte au maximum le clapet 8 du siège 12. Par ce moyen, on peut transformer un limiteur de débit réglable unidirectionnel en un raccord classique sans restriction, ce qui peut être intéressant notamment pour les opérations de réglage des composants de machine. Lorsque l'élec-troaimant n'est pas alimenté, le dispositif fonctionne de manière tout à fait identique à celui décrit en regard de la figure 1. Le dispositif de l'invention est un dispositif extrêmement compact qui, outre sa robustesse, présente un encombrement minimum convenant à la tendance actuelle des circuits de fluide sous pression à être de dimensions de plus en plus réduites. REVENDICATIONS 1. Limiteur réglable et unidirectionnel de débit comportant : - un corps (1) au moins partiellement cylindrique sur un axe, - un canal central dans le corps (1), - un siège de clapet (12) annulaire autour du canal, - un clapet mobile (8) axialement dans le canal par rapport au siège (12), - un guide de clapet (7), logé au centre du canal, - des moyens pour ajuster l'éloignement du clapet 15 (8) par rapport au siège (12) le long du guide (7) de clapet, caractérisé en ce que ces moyens de réglages comprennent au moins un bras radial (9a, 9b) solidaire du clapet (8), traversant une lumière oblongue (10a, 10b) du 20 corps (1) avec une extrémité en saillie à l'extérieur de ce corps (1), et un manchon (16) extérieur au corps (1), présentant un épaulement (19) de butée pour l'extrémité susdite du bras (9a, 9b), cet épaulement étant de position réglable le long du corps (1) pour ajuster la posi- 25 tion de cette butée (19) par rapport au siège (12) du clapet (8). 2. Limiteur de débit selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaulement (19) du manchon (16) et la lumière (9a, 9b) sont situés entre deux lignes (20, 30 21) de contact étanche du manchon (16) avec le corps (1). 3. Limiteur de débit selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins la partie (lb) du corps (1) située à l'opposé du clapet (8) par rapport au siège (12) comporte des moyens (3) de 35 connexion instantanée d'un tube (4). 10 4. Limiteur de débit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins la partie (la) du corps (lb) située du côté du clapet (8) par rapport au siège (12) comporte des moyens extérieurs (2) de son raccordement à un organe actionneur. 5. Limiteur de débit selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps (1) est en forme de coude pour sa partie (la) à l'opposé du siège (12) par rapport au clapet (8), pourvu des moyens extérieurs (2) de rac-cordement. 6. Limiteur de débit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort (11) de rappel du clapet (8) en direction de l'épaulement (19) de butée. 7. Limiteur de débit selon la revendication 6, caractérisé en ce que le clapet (8) comporte une tige de commande (22) formant noyau plongeur d'un électroaimant (23).