Source: http://www.sumobrain.com/patents/wipo/Configurable-valve-distributing-fluid-method/WO2019072930A1.html
Timestamp: 2019-12-15 21:18:12+00:00
Document Index: 104691215

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CONFIGURABLE VALVE FOR DISTRIBUTING A FLUID AND METHOD FOR SETTING THIS VALVE - PARKER HANNIFIN EMEA S.À.R.L.
CONFIGURABLE VALVE FOR DISTRIBUTING A FLUID AND METHOD FOR SETTING THIS VALVE
WIPO Patent Application WO/2019/072930
This valve (1) is intended to be mounted on a base for the purpose of controlling the distribution of a fluid, and comprises a housing (2) and a plurality of orifices (0), these orifices (0) being intended for the inflow or the outflow of the fluid inside the housing (2). The valve (1) additionally comprises a plurality of distributors (4) arranged in the housing (2) so as to control the flow of the fluid inside the valve (1), and the valve (1) comprises an electronic card (6) arranged in the housing (2), the electronic card (6) being configured so as to store a truth table (60) associating a predetermined position of the distributors (4) with each control signal received by the valve (1). The electronic card (6) is furthermore configured so as to manage a transition mode of the distributors (4) from one position to another.
JPH06280814 DRIVE CONTROL DEVICE FOR FLUID PRESSURE ACTUATOR
JP2003247505 HYDRAULIC CONTROL CIRCUIT FOR OPERATING SEPARATED ACTUATOR MECHANISM
JP2000055003 HYDROSTATIC DRIVE DEVICE
VISTE, Jean-François (18 Rue des Apennins, LA BONNEVILLE SUR ITON, LA BONNEVILLE SUR ITON, 27190, FR)
EP2018/077630
PARKER HANNIFIN EMEA S.À.R.L. (La Tuilière 6, Etoy 1163, CH)
F15B21/08; F15B13/08
WO2002038966A2 2002-05-16
WO2004097227A1 2004-11-11
DE10208390A1 2003-05-15
DE102016107407A1 2017-05-04
1. Vanne (1) destinée à être montée sur une embase en vue de contrôler la distribution d'un fluide, cette vanne (1) comprenant un boîtier (2) et plusieurs orifices (0), ces orifices (0) étant destinés à l'entrée ou la sortie du fluide à l'intérieur du boîtier (2), caractérisée en ce que la vanne (1) comprend une pluralité de distributeurs (4) agencés dans le boîtier (2) pour contrôler la circulation du fluide à l'intérieur de la vanne (1), et en ce que la vanne (1) comprend une carte (6) électronique agencée dans le boîtier (2), la carte (6) électronique étant configurée pour mémoriser une table (60) de vérité associant à chaque signal de commande reçu par la vanne (1) un positionnement prédéterminé des distributeurs (4), dans laquelle la carte (6) électronique est configurée pour gérer un mode de transition des distributeurs (4) d'une position à une autre.
2. Vanne (1) selon la revendication précédente, dans laquelle la vanne (1) comprend des moyens de connexion configurés pour permettre de connecter la carte (6) électronique à un terminal (8) utilisateur en vue de transférer une table (60) de vérité depuis le terminal utilisateur à la carte (6) électronique. 3. Vanne (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la vanne (1) comprend des moyens de recyclage de fluide configurés pour récupérer au moins une partie du fluide purgé par un des distributeurs (4) en vue de sa réutilisation. 4. Vanne (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la vanne (1) comprend des moyens de mesure de pression ou débit connectés à la carte (6) électronique.
5. Vanne (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la vanne (1) comprend un élément (26) de stockage d'énergie électrique embarqué dans le boîtier (2) et configuré pour alimenter la carte (6) électronique en énergie.
6. Vanne (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la carte (6) électronique est agencée au moins en partie au-dessus des distributeurs (4).
7. Vanne (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la vanne (1) comprend cinq orifices (01, 02, 03, 04, 05).
8. Vanne (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la vanne (1) comprend quatre distributeurs (4) deux orifices deux positions.
9. Vanne (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les distributeurs (4) comprennent un actionneur bistable.
10. Vanne (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les distributeurs (4) comprennent un actionneur proportionnel.
11. Dispositif (50) de distribution d'un fluide comprenant une vanne (1) selon l'une des revendications précédentes et un terminal (8) utilisateur comprenant une pluralité de tables (60) de vérité.
12. Dispositif (50) selon la revendication précédente, dans laquelle le terminal (8) utilisateur comprend un programme configuré pour permettre à un utilisateur de créer une table (8) de vérité et/ou un mode de transition.
13. Procédé de paramétrage d'une vanne (1) selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant les étapes de :
- connexion de la vanne (1) à un terminal (8) utilisateur,
- transfert d'une table (60) de vérité depuis ce terminal (8) utilisateur jusqu'à la carte (6) électronique de cette vanne (1).
Vanne configurable pour la distribution d'un fluide et procédé de paramétrage de cette vanne
La présente invention concerne une vanne pour la distribution d'un fluide, un dispositif de distribution de fluide comprenant cette vanne, ainsi qu'un procédé de paramétrage de cette vanne.
Classiquement, une vanne de fluide, comme par exemple une électrovanne pneumatique, comprend plusieurs orifices servant à l'admission ou la sortie du fluide, et des moyens pour commuter et contrôler la circulation du fluide sous pression. Un distributeur de fluide est traditionnellement configuré pour accomplir une unique fonction de distribution de fluide prédéterminée, c'est-à-dire qu'en réponse à un même signal de commande, la vanne de fluide distribue ce fluide en sortie toujours de la même manière à travers l'embase sur laquelle cette vanne est montée.
Un inconvénient de ces dispositifs de distribution de fluide classiques est qu'il est nécessaire de changer de vanne à chaque fois que l'utilisateur souhaite modifier la fonction exécutée en sortie. Cela impose donc à l'utilisateur de disposer d'une vanne par fonction, ce qui génère des contraintes en termes de stock, de maintenance ou de changement de cadence de production.
Aussi la présente invention vise à pallier cet inconvénient en proposant une vanne de distribution de fluide capable d'exécuter une pluralité de fonctions distinctes.
A cet effet, la présente invention a pour objet une vanne destinée à être montée sur une embase en vue de contrôler la distribution d'un fluide, cette vanne comprenant un boîtier et plusieurs orifices, ces orifices étant destinés à l'entrée ou la sortie du fluide à l'intérieur du boîtier, caractérisée en ce que la vanne comprend une pluralité de distributeurs agencés dans le boîtier pour contrôler la circulation du fluide à l'intérieur de la vanne, et en ce que la vanne comprend une carte électronique agencée dans le boîtier, la carte électronique étant configurée pour mémoriser une table de vérité associant à chaque signal de commande reçu par la vanne un positionnement prédéterminé des distributeurs.
Ainsi, le positionnement des distributeurs en réponse à un signal d'entrée dépend de la table de vérité mémorisée par la carte électronique, si bien que la vanne selon l'invention est capable d'accomplir à elle seule plusieurs fonctions distinctes, une fonction étant définie par une table de vérité. Il n'y a pas de besoin de changer de vanne pour changer de fonction comme c'est le cas dans l'état de la technique. Il suffit de modifier la fonction enregistrée par la carte électronique. Il est également à noter que la vanne selon l'invention fonctionne de manière autonome et transparente pour l'utilisateur, les signaux de commande externes demeurant standards.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend des moyens de connexion configurés pour permettre de connecter la carte électronique à un terminal utilisateur en vue de transférer une table de vérité depuis le terminal utilisateur à la carte électronique.
Cela permet de transférer, depuis ce terminal utilisateur, une autre table de vérité à la carte électronique. Ainsi, l'utilisateur peut modifier la table de vérité mémorisée par la carte électronique à son gré, en connectant la carte électronique au terminal utilisateur, de sorte que les signaux de pilotage délivrés aux distributeurs par la carte électronique seront modifiés en réponse aux signaux de commande externe.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend des moyens de recyclage de fluide configurés pour récupérer au moins une partie du fluide purgé par un des distributeurs en vue de sa réutilisation.
Cela permet des économies substantielles d'énergie.
Selon un mode de réalisation, la carte électronique est configurée pour gérer un mode de transition des distributeurs d'une position à une autre.
Cela permet de définir un séquençage, c'est-à-dire un ordre d'ouverture ou de fermeture des canaux d'entrée ou sortie des distributeurs, ou une vitesse de transition des distributeurs d'une position à une autre.
Classiquement, dans une vanne de distribution de fluide de l'art antérieur, les transitions d'un état à un autre sont définies par des choix technologiques et par l'agencement mécanique de la vanne en question, et sont ainsi immuables. Dans le cas d'une vanne pneumatique par exemple, le basculement de l'état dans lequel un premier port de sortie est mis à la pression et un second port de sortie à l'échappement, vers l'état dans lequel le premier port est mis à l'échappement et le second port à la pression, ou inversement, est réalisé de manière synchronisée car la construction mécanique généralement employée combine et lie entre eux les établissements de passage de fluide. L'utilisation de la carte électronique pour commander la pluralité de distributeurs, en relation avec la table de vérité implémentée via le terminal utilisateur, permet d'adapter les changements d'états en fonction du besoin de l'utilisateur, et ainsi d'apporter des décalages temporels ou conditionnels, ajustables et modifiables.
Selon un mode de réalisation, la vanne comprend des moyens de mesure de pression ou de débit connectés à la carte électronique. Cela permet d'optimiser le transfert de fluide d'un distributeur à un autre afin de ne pas impacter de façon préjudiciable les temps de réponse de la vanne à un signal d'entrée, notamment dans le cas d'un recyclage de fluide. Dans ce cas, la mesure différentielle des pressions entre les orifices de sorties ou celle du débit de fluide, permet d'ajuster et d'optimiser le temps nécessaire au recyclage de fluide, dans le respect du temps de cycle recherché. Cette disposition permet également d'implémenter des décalages conditionnels basés sur les valeurs de pressions ou de flux lors de transitions d'un état à un autre. Ces paramètres sont internes à la vanne et gérés par la carte électronique et ne nécessitent donc pas de matériels additionnels dans l'installation de l'utilisateur ni d'une logique de commande externe supplémentaire.
Selon un mode de réalisation, la vanne comprend un élément de stockage d'énergie électrique embarqué dans le boîtier et configuré pour alimenter la carte électronique en énergie.
Ainsi, la vanne offre davantage d'opportunités d'utilisation, et elle est de plus compatible avec des systèmes déjà installés, dans le cadre d'opérations de maintenance ou d'amélioration.
Selon un mode de réalisation, la carte électronique est agencée au moins en partie au-dessus des distributeurs.
Ce positionnement de la carte électronique permet de ne pas impacter la largeur ou la longueur de la vanne, donc de bénéficier d'un boîtier conservant une taille standard pour sa connexion à une embase malgré la présence de la carte électronique. Cela permet ainsi l'utilisation de la vanne en remplacement de vannes standards montées sur des embases ayant une interface de connexion standard, par exemple conformément à la norme ISO15407-2 ou 5599-2.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend cinq orifices.
Cette caractéristique permet d'utiliser deux orifices comme orifices d'admission de fluide sous pression et un seul orifice comme orifice de purge. Ainsi, cela autorise l'utilisation en entrée d'une pression différenciée.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend quatre distributeurs deux orifices deux positions.
Cette configuration à quatre distributeurs 2/2 permet la réalisation d'une multitude de fonctions avec des distributeurs standards et peu onéreux.
Selon un mode de réalisation, les distributeurs comprennent un actionneur bistable. Un avantage d'utiliser des actionneurs bistables est de réduire la consommation d'énergie, car le basculement d'une position à l'autre est commandée par un signal d'impulsion polarisé, c'est-à-dire des impulsions de tension positive ou négative répondant respectivement au front montant ou descendant d'un ordre de positionnement.
Selon un mode de réalisation, les distributeurs comprennent un actionneur proportionnel.
Cela permet d'ouvrir plus ou moins les orifices d'entrée ou sortie des distributeurs, de sorte à obtenir une proportionnalité en débit ou en pression par rapport au signal de pilotage envoyé par la carte électronique.
Selon un autre aspect, l'invention a aussi pour objet un ensemble de distribution d'un fluide comprenant une vanne selon l'une des revendications précédentes et un terminal utilisateur comprenant une pluralité de tables de vérité.
Selon un mode de réalisation, le terminal utilisateur comprend un programme configuré pour permettre à un utilisateur de créer une table de vérité et/ou un mode de transition.
Ainsi, l'utilisateur peut créer des fonctions, ou tables de vérité, non existantes dans la bibliothèque de tables de vérité, et adaptées à ses besoins propres.
Selon un troisième aspect, l'invention a aussi pour objet un procédé d'utilisation d'une vanne ayant les caractéristiques précitées, comprenant les étapes de :
- connexion de la vanne à un terminal utilisateur,
- transfert d'une table de vérité depuis ce terminal utilisateur jusqu'à la carte électronique de cette vanne.
Ce procédé permet à un utilisateur de modifier à son gré et selon ses besoins la fonction exécutée par la vanne selon l'invention.
Selon un mode de réalisation, préalablement à l'étape de transfert, une étape de sélection d'une table de vérité parmi une bibliothèque de tables de vérité prédéterminées ou de création d'une table de vérité via un programme exécuté par le terminal utilisateur.
Selon une possibilité, le procédé comprend l'utilisation de deux orifices du boîtier pour l'admission de fluide sous pression et d'un seul orifice du boîtier pour la purge du fluide.
Cette utilisation permet d'utiliser en entrée des pressions différenciées et permet donc d'offrir à l'utilisateur davantage de possibilités. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description détaillée ci-après d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une vanne selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe d'une vanne selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue en perspective d'une vanne selon un mode de réalisation de l'invention, sans le boîtier,
- les figures 4 et 5 sont des vues en perspective d'un dispositif de distribution d'un fluide comprenant une vanne selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 6 est une vue schématique d'un dispositif de distribution d'un fluide comprenant une vanne de fluide selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 7A est une vue schématique d'un agencement de distributeurs d'une vanne selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 7B est une vue schématique de l'agencement de distributeurs d'une vanne selon la figure 7 A, incluant en sus un distributeur de recyclage de fluide,
- la figure 7C est une vue schématique d'une vanne 5/3 selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 7D illustre une table de vérité permettant à une vanne selon un mode de réalisation de l'invention d'exécuter une fonction prédéterminée,
- la figure 8 est une vue schématique d'une fonction exécutée par un distributeur 5/3 standard en comparaison de la vanne 5/3 selon la figure 7C,
- la figure 8A est une vue schématique d'un agencement de distributeurs d'une vanne selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 8B est une vue schématique de l'agencement de distributeurs de la vanne selon la figure 8A, incluant en sus un distributeur de recyclage de fluide,
- les figures 9A et 9B sont des vues en perspective d'un dispositif de distribution d'un fluide comprenant une vanne de fluide selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre une vanne 1, plus précisément une électrovanne, selon un mode de réalisation de l'invention, destinée à la distribution d'un fluide. La vanne 1 peut être une vanne pneumatique ou hydraulique. La vanne 1 est configurée pour être montée sur une embase 150. L'embase est destinée à amener à la vanne 1 du fluide sous pression et à établir une connexion fluidique entre la vanne 1 et un ou plusieurs actionneurs, comme par exemple un vérin pneumatique ou hydraulique.
La vanne 1 est une vanne « tout en un », ou vanne universelle, en ce sens que cette vanne 1 est capable d'exécuter plusieurs fonctions sans besoin d'être remplacée, comme cela sera décrit en détails ci-après. En particulier, la vanne 1 peut remplacer à elle seule aussi bien une vanne classique de type 3 ou 5 orifices et 2 positions qu'une vanne classique de type 5 orifices et 3 positions.
La vanne 1 comprend une enveloppe extérieure ou boîtier 2, configuré pour être connecté à l'embase, plusieurs ports ou orifices O destinés à l'entrée ou la sortie du fluide à l'intérieur ou hors de la vanne 1, au moins deux distributeurs 4 configurés pour contrôler la circulation du fluide à l'intérieur de la vanne 1, et une carte électronique 6 configurée pour mémoriser une table de vérité 60 (figure 7D) associant à chaque signal de commande reçu par la vanne un positionnement prédéterminé des distributeurs 4. Les signaux de commande sont classiquement transmis à la vanne 1 par un automate 110.
Le boîtier 2 peut être de forme sensiblement parallélépipédique. Le boîtier 2 est par exemple dimensionné pour répondre à la norme ISO 15407-2 ou 5599-2. Cela permet de disposer d'une vanne 1 tout-en-un pouvant être installée sur un équipement standard afin d'optimiser les coûts, ou pouvant remplacer des vannes 200 de dimensions standards ou être associée à des vannes 200 standards comme représenté sur les figures 9A, 9B. Le boîtier 2 comprend une face 20 de connexion destinée à être connectée à l'embase. Les orifices O débouchent préférentiellement sur la face 20 de connexion.
La carte 6 électronique est agencée à l'intérieur du boîtier 4. Préférentiellement, la carte 6 électronique est agencée à un côté du boîtier 2 opposé à celui où sont ménagés les ports O destinés à être connectés à l'embase. En particulier, la carte 6 électronique peut être positionnée au-dessus des distributeurs 4 par rapport à un axe A sensiblement orthogonal à la face 20 de connexion du boîtier 2.
Selon l'exemple des figures, par exemple la figure 7A, la vanne 1 peut comprendre au moins quatre orifices O, de préférence cinq, dont au moins un orifice 01 d'arrivée de fluide sous pression permettant l'alimentation de la vanne 1 en fluide sous pression, deux orifices 02, 04 de sortie de fluide vers un ou plusieurs actionneurs (non représentés) comme un vérin, et au moins un orifice d'échappement, de préférence deux orifices 03, 05 d'échappement permettant de purger la vanne 1 du fluide qui y circule.
Comme il y a ici deux orifices 02, 04 de sortie destinés à être connectés à un actionneur, il existe deux signaux de commande externe possible : un premier signal de commande pour commander le débit de l'orifice 02 et un deuxième signal de commande pour commander le débit de l'orifice 03. A ces deux signaux de commande correspondent quatre combinaisons possibles, visibles sur la figure 7D : absence d'activation des deux signaux, activation du premier signal de commande seulement, activation des deux signaux de commande simultanément, activation du deuxième signal de commande seulement.
La carte 6 électronique comprend un microprocesseur configuré pour traduire chaque signal de commande reçu par la vanne 1 en un signal de pilotage commandant un positionnement prédéterminé des distributeurs 4, en fonction de la table de vérité 60 mémorisée. Le microprocesseur commande donc un positionnement des distributeurs 4 en fonction de la table de vérité 60 mémorisée.
Pour modifier la table de vérité 60 mémorisée par le microprocesseur, et ainsi modifier la fonction de la vanne 1 sans la remplacer par une autre vanne, la vanne 1 comprend des moyens de connexion configurés pour connecter la carte 6 électronique à un terminal 8 utilisateur qui stocke une bibliothèque de tables 60 de vérité prédéterminées, comme un ordinateur, une tablette, un téléphone mobile, ou un automate 110 programmable industriel API (en anglais PLC, Programmable Logic Controller), afin de transférer à la carte 6 électronique une autre table de vérité. Ainsi, la vanne 1 est configurable en fonction des besoins de l'utilisateur. Comme représenté symboliquement sur la figure 6, les moyens de connexion peuvent être filaires, comme un port de connexion 22, par exemple de type connecteur M12 ou USB, et/ou sans fil, comme une unité 24 de communication de type Bluetooth ou Wifi. Le port 22 de connexion, notamment le connecteur M12, est avantageusement situé sur une face supérieure de la vanne 1, c'est-à-dire opposée à une face inférieure destinée à être connectée à l'embase et où sont ménagés les ports 0, préférentiellement la plus proche de la carte 6 électronique.
Comme illustré sur les figures 9A, 9B, les moyens de connexion peuvent inclure une passerelle 21 de type IO-link, permettant de connecter la vanne 1 au terminal 8 utilisateur, notamment à l'automate 110, pour le paramétrage de la vanne 1 et/ou l'alimentation de la carte 6 électronique. La passerelle 21 de type IO-link permet une communication bidirectionnelle : du terminal 8 utilisateur à la vanne 1 pour l'envoi et la réception de tables 60 de vérité, de la vanne 1 au terminal 8 utilisateur pour des données de statut telles que l'état d'activation des sorties par le biais des pressions aux orifices de sortie, le nombre de cycles réalisés voire les niveaux de fuite ou les temps de réponse par mesure des variations de pression.
Les distributeurs 4 correspondent à des blocs fonctionnels élémentaires. Les distributeurs 4 sont agencés à l'intérieur du boîtier 2. Chaque distributeur 4 peut relier au moins deux orifices 0 de la vanne 1 en vue de contrôler la circulation du fluide à l'intérieur de la vanne 1. Les distributeurs 4 peuvent être des distributeurs pneumatiques ou hydrauliques, par exemple des électrovannes. Chaque distributeur 4 peut comprendre un corps, un élément (tiroir ou clapet) mobile à l'intérieur du corps entre au moins deux positions et un actionneur 14, 45, 12, 23, par exemple un solénoïde, configuré pour déplacer l'élément mobile. Les actionneurs sont connectés à la carte 6 électronique, comme illustré symboliquement sur la figure 6.
De préférence, les distributeurs 4 sont des distributeurs standards. Par exemple, les distributeurs 4 peuvent être des distributeurs de type 3 orifices 3 positions (figure 8A) ou 2 orifices 2 positions (figure 7A).
Afin de réaliser l'ensemble des fonctions pneumatiques ou hydrauliques classiques, la vanne 1 peut comprendre par exemple une configuration à au moins quatre distributeurs 4 de type 2/2 (2 orifices, 2 positions), comme représenté sur la figure 7A. Le distributeur 4a met en communication les orifices 01 et 04, le distributeur 4b les orifices 01 et 02, le distributeur 4c les orifices 04 et 05, et le distributeur 4d les orifices 02 et 03. En combinant les actions des distributeurs 4a, 4b, 4c et 4d, il est possible de reproduire tout type de distributeur standard, et de surcroît d'y ajouter des fonctions.
A titre d'exemple comparatif, la figure 8 illustre un distributeur 100 standard de type 5/3 (5 orifices, 3 positions), dont la position centrale est à orifices bouchés. Ce distributeur standard est aussi appelé distributeur 5/3 à centre fermé. Ce distributeur standard offre trois états distincts. Selon un premier état, les deux signaux de commande pour les pilotes 14, 12 sont inactifs, le distributeur 100 est en position centrale (figure 8). Selon un deuxième état, le signal de commande du pilote 14 seul est actif, le distributeur 100 a basculé sur le bloc de gauche (s'est donc déplacé vers la droite à partir de la position de la figure 8). Selon un troisième état, le signal de commande du pilote 12 seul est actif, le distributeur 100 a basculé sur le bloc de droite (s'est donc déplacé vers la gauche à partir de la position de la figure 8). Il n'y a pas de quatrième état possible puisque la situation où les deux signaux de commande des pilotes 12, 14 sont actifs simultanément aboutit à un résultat similaire au premier état. En revanche, la vanne 1 avec la configuration de la figure 7A permet d'affecter un résultat différent selon que les deux signaux de commande sont actifs ou inactifs simultanément. Ainsi, comme illustré sur les figures 7C et 7D, lorsque les deux signaux de commande sont inactifs, la vanne 1 prend l'équivalent d'une position centrale où tous les orifices 0 sont bouchés ; mais lorsque les deux signaux de commande sont actifs simultanément, la vanne 1 prend une position centrale dite à centre ouvert à l'échappement, dans laquelle les orifices 02 et 04 sont respectivement en communication avec les orifices 03 et 05. La table de vérité 60 associe à chaque combinaison de signaux de commande un signal de pilotage activant ou non l'actionneur 14, 45, 12, 23 de chacun des distributeurs 4a, 4b, 4c, 4d.
De manière avantageuse, la carte 6 électronique peut être configurée pour gérer un mode de transition des distributeurs 4 d'une position à une autre, parmi une pluralité de modes de transition ou de combinaisons de modes de transition possibles. Autrement dit, le microprocesseur de la carte 6 électronique peut être configuré pour décider de l'ordre d'ouverture ou de fermeture des canaux de circulation de fluide de la vanne 1. Pour permettre une gestion efficace des modes de transition, notamment afin d'optimiser les transferts de fluide pour réduire le temps de réponse de la vanne 1, la vanne 1 peut inclure des moyens de mesure de pression ou de débit, comme des capteurs de pression 16, connectés à la carte 6 électronique. Par exemple, les moyens de mesure de pression ou débit peuvent être agencés de manière à mesure une pression ou un débit au niveau du ou des orifices de sortie 02, 04, comme représenté sur la figure 7E.
La vanne 1 peut comprendre avantageusement des moyens de recyclage de fluide configurés pour récupérer au moins une partie du fluide purgé par au moins un des distributeurs 4 lorsque ce distributeur passe à une autre position. Le fluide récupéré est redirigé vers un second distributeur 4 lors de la transition commandée par le signal de pilotage déclenchant le changement d'état.
Comme visible sur la figure 7B, les moyens de recyclage de fluide peuvent comprendre un distributeur 18 de récupération de fluide, qui relie par exemple les orifices de sortie 02, 04. Le distributeur 18 de récupération de fluide est par ailleurs connecté aux distributeurs 4.
En effet, quand l'un des orifices de sortie 02 ou 04 est mis sous pression pour délivrer la pression à l'actionneur, en l'absence de moyens de recyclage, le fluide envoyé vers l'autre orifice de sortie 04, 02 est classiquement purgé, c'est-à-dire dirigé vers l'orifice d'échappement respectivement 05 ou 03. Le fluide, notamment l'air comprimé, utilisé auparavant pour la mise en pression de cet orifice de sortie 04, 02 est donc perdu. En revanche, en intégrant une commutation entre les ports 02 et 04, par l'intermédiaire du distributeur 18 de récupération de fluide, il devient possible de réutiliser partiellement le volume de fluide utilisé pour une mise en pression d'un des deux orifices de sortie 02, 04 pour une seconde action vers l'autre port de sortie 02, 04, et donc de réaliser des économies d'énergie. Cette fonction de recyclage pourrait être activée dans les phases de transition entre des états stables.
Dans le cas d'une activation de la fonction de recyclage, le basculement de l'état dans lequel le premier port de sortie est mis à la pression et le second port de sortie à l'échappement, vers l'état dans lequel le premier port est mis à l'échappement et le second port à la pression, ou inversement, se fait en trois temps : la commutation du distributeur 18 est d'abord ouverte pour permettre l'échange de fluide entre les ports de sortie jusqu'à l'atteinte d'un seuil conditionnel de pression ou de débit ; la commutation du distributeur 18 est alors ramenée en position fermée, avant que le distributeur 4 adéquat ne soit activé pour compléter et terminer l'établissement du passage de fluide.
Le distributeur 18 de récupération de fluide peut être un distributeur similaire aux distributeurs 4, en vue de réduire le coût de la vanne 1. Selon l'exemple de la figure 7B, le distributeur 18 de récupération d'air est ainsi de type 2/2, deux orifices deux positions.
Les actionneurs des distributeurs 4, et le cas échéant du distributeur 18 de récupération de fluide, peuvent comprendre un électroaimant, par exemple un solénoïde.
Les actionneurs des distributeurs 4, 18 peuvent être de type monostable, aussi appelé « tout ou rien ». Ces actionneurs possèdent un état stable qui correspond à la non excitation de l'électroaimant et donc à l'état de repos, et un état instable dépendant de l'excitation de l'électroaimant et correspondant à l'établissement du signal de pilotage. L'activation de l'actionneur gérée par la carte 6 électronique nécessite le maintien du signal de pilotage ; celui-ci peut cependant être optimisé par l'application d'un signal électrique évolué, soit à deux paliers, à savoir une tension d'appel puis une tension de maintien, soit à découpage, à savoir puisé à une fréquence adéquate (modulation de largeur d'impulsion ou Puise Width Modulation).
Les actionneurs des distributeurs 4, 18 peuvent être de type bistable. Ces actionneurs possèdent deux états stables, l'un correspondant à l'état de repos et l'autre à l'état d'établissement du signal de pilotage. Le basculement d'un état à l'autre se fait par l'application d'un signal impulsionnel polarisé. Le passage d'un état à un autre se fait par détection d'un front montant ou descendant du signal de commande. Ce type d'actionneur permet de réduire l'énergie consommée. Les actionneurs des distributeurs 4, 18 peuvent être de type proportionnel. Ces actionneurs permettent d'adopter un état relatif entre l'état de repos et l'état d'établissement du signal de pilotage complet, proportionnellement à un signal de commande électrique consignée (0-10V ou 5-20 mA). Ces actionneurs permettent donc une régulation de pression.
En fonction du type d'actionneur, la carte 6 électronique est configurée pour délivrer à chaque actionneur le signal de pilotage adéquat.
La vanne 1 peut en outre comprendre des moyens d'alimentation configurés pour fournir à la carte 6 électronique une source d'énergie constante permettant son fonctionnement. Par exemple, les moyens d'alimentation peuvent comprendre un port d'alimentation 24 permettant de d'y brancher un câble d'alimentation électrique. Selon une autre possibilité, les moyens d'alimentation peuvent comprendre un élément 26 de stockage d'énergie électrique embarqué dans le boîtier 2 et configuré pour fournir l'énergie nécessaire au fonctionnement de la carte 6 électronique, comme par exemple une batterie ou une capacité. Cela pourrait être particulièrement avantageux avec des actionneurs bistables des distributeurs 4, 18.
Une vanne conforme à la norme ISO 15407-2 ou 5599-2 comprend un connecteur électrique quatre points, dont trois sont utilisés pour la transmission des signaux de commande. Le quatrième contact de ce connecteur peut donc être exploité pour amener la source d'énergie continue nécessaire au fonctionnement de la carte 6 électronique, donc servir de port d'alimentation 24. Ainsi, la vanne 1 peut être compatible avec la norme ISO 15407-2 ou 5599-2 et peut être montée sur des embases standards, puisque les trois points de connexion définis dans la norme restent inchangés. Comme illustré sur les figures 4 à 6, l'invention concerne aussi un dispositif 50 de distribution d'un fluide comprenant une vanne 1 telle que décrite ci- dessus, ainsi qu'un terminal 8 utilisateur, comme un ordinateur, une tablette, un téléphone mobile ou un automate 110 programmable industriel API (en anglais PLC, Programmable Logic Controller), qui stocke une bibliothèque de tables 60 de vérité prédéterminées. Le terminal 8 utilisateur comprend une interface permettant à l'utilisateur de sélectionner une table 60 de vérité dans la bibliothèque de tables 60 de vérité. Ainsi, en connectant ce terminal 8 utilisateur à la vanne 1 il est possible de modifier la table 60 de vérité précédemment mémorisée par la carte 6 électronique par une autre table 60 de vérité parmi les tables 60 de vérité stockées sur le terminal 8 utilisateur. Le terminal 8 utilisateur comprend un programme avantageusement configuré pour permettre en outre à un utilisateur de créer une table 60 de vérité et l'ajouter à la bibliothèque de tables 60 de vérité via l'interface utilisateur. De plus, le programme peut être configuré pour permettre à l'utilisateur de définir un mode de transition. Ainsi, l'utilisateur peut créer des fonctions, ou tables de vérité, non existantes dans la bibliothèque de tables de vérité, et adaptées à ses besoins propres. La vanne 1 est ainsi programmable.
L'invention concerne aussi un procédé de paramétrage de la vanne 1 ci- dessus décrite. Ce procédé comprend les étapes de :
- connexion de la vanne 1 au terminal 8 utilisateur, notamment par l'intermédiaire des moyens de connexion,
- transfert d'une table 60 de vérité depuis le terminal 8 utilisateur jusqu'au microprocesseur de la carte 6 électronique de la vanne 1.
Préalablement à l'étape de transfert, voire à l'étape de connexion, le procédé peut comprendre une étape de sélection par l'utilisateur d'une table 60 de vérité parmi une bibliothèque de tables 60 de vérité prédéterminées stockées sur le terminal 8 utilisateur. Ainsi, l'utilisateur a accès à une bibliothèque préenregistrée de fonctions, hydrauliques ou pneumatiques, couramment utilisées.
Préalablement à l'étape de transfert, voire à l'étape de connexion, le précédé peut comprendre une étape de création d'une table 60 de vérité via un programme installé sur le terminal 8 utilisateur. Cette table 60 de vérité peut être ajoutée à la bibliothèque de tables 60 de vérité du terminal 8 utilisateur. L'utilisateur peut ainsi paramétrer la vanne 1 avec des fonctions très spécifiques et non existantes.
Le procédé peut aussi comprendre une étape de création d'un mode de transition par l'utilisateur via le programme installé sur le terminal 8 utilisateur. Ainsi, l'utilisateur peut spécifier et modifier des modes de transition lorsque la vanne 1 passe d'une position à une autre, ce qui n'est pas possible avec les vannes standards. En d'autres termes, l'utilisateur peut définir l'ordre d'ouverture ou de fermeture des canaux de circulation de fluide dans la vanne 1, lors du passage d'un état à un autre.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, ce mode de réalisation n'ayant été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications sont possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers dispositifs ou par la substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
Ainsi, la vanne 1 n'est par exemple pas limitée à un arrangement de quatre ou cinq distributeurs 4, 18 de type 2/2, mais pourrait comprendre un arrangement de deux ou trois distributeurs 4, 18 de type 3/3, trois orifices, trois positions, comme représenté sur les figures 8A et 8B.
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