Appareil à diaphragme flexible, à commande par du fluide sous pression. L'invention se rapporte à un appareil à diaphragme flexible, à commande par du fluide sous pression, -et elle vise l'emploi de moyens particuliers -dans un appareil de ce genre pour transmettre le mouvement du dia phragme sous l'action du fluide sous pression à l'organe ou dispositif à actionner de ma nière à réduire les efforts de déformation s'exerçant sur le diaphragme et, par suite, la fatigue et l'usure de celui-ci.
L'appareil à diaphragme flexible suivant l'invention se caractérise en ce que sur au moins une des faces du diaphragme un dispo sitif de renforcement constitué par au moins une plaque et empiétant sur la plus grande partie de la surface du diaphragme est dis posé pour participer aux mouvements de celui-ci et pour reporter (de préférence par l'intermédiaire de moyens à action de levier) la poussée à un organe de transmission de mouvement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en partie schémati que et en coupe d'une partie d'une forme d'exécution de l'appareil à diaphragme ac tionné par du fluide sous pression; sur cette figure, l'appareil occupe sa position normale.
La fig. 2, semblable à la fig. 1, montre la position occupée par l'appareil quand l'or gane à commander est déplacé par l'action du fluide sous pression s'exerçant sur le dia phragme.
La fig. 3 est une vue en plan du dia phragme des fig. 1 et 2 et des parties qui l'accompagnent.
Les fig. 3, 5 et 6 sont des vues correspon dantes aux fig. 1, 2 et 3 et elles montrent une autre forme d'exécution.
Les fig. 7 et 8 sont des vues de détails d'organes des fig. 4, 5 et 6'.
La fig. 9 est une vue semblable à la fig. 4 et elle montre encore une autre forme d'exé- cution, comportant une forme différente de diaphragme.
Les fig. 10 et 11 sont des vues semblables aux fig. 7 et 8, de variantes.
Les fig. 12 et 13 sont des vues semblables aux fig. 1 et 2, mais concernant encore une autre forme d'exécution.
La fig. 14 montre le détail d'un organe des fig. 12 et 13.
Les fig. 15 et 16 sont des vues semblables aux fi-. 4 et 5 respectivement et montrent une forme d'exécution avec un diaphragme pou vant être actionné dans les deux sens à partir de sa position normale ou de repos.
Dans la forme d'exécution montrée sur les fig. 1, 2 et 3, on voit que l'appareil actionné par du fluide sous pression comprend un corps 1 divisé en deux chambres ou compartiments 2, 3 par un diaphragme flexible 4 dont le bord externe est encastré dans le corps 1 de la. manière ordinaire. Un organe central de trans mission de mouvement 5 est appliqué contre une face du diaphragme 4 et il transmet le mouvement du diaphragme à la pièce ou au dispositif qu'il doit actionner. Une rondelle annulaire 6 entourant l'organe 5 est appliquée sur le diaphragme 4 et cette rondelle est ma nie de doigts ou ergots 7 qui y sont fixés et chacun de ces doigts 7 est engagé dans la ca vité 8 de l'un des leviers 9.
Les extrémités externes 10 des leviers 9 sont engagées dans une rainure annulaire 11 pratiquée dans le corps 1, tandis que leurs extrémités internes 12 sont engagées dans une rainure annulaire 13 pratiquée dans l'organe 5. Des paires de chevilles 14 fixées à la pièce 6 s'opposent aux déplacements latéraux des leviers 9.
Le fonctionnement est le suivant: Tant que les pressions dans les chambres 2, 3, dues par exemple à. la pression atmo sphérique, sont égales, les organes occupent la position normale montrée sur la. fig. 1.
Lorsque du fluide sous pression est admis dans la chambre 2 ou extrait de la. chambre 3 de telle façon que la pression de la, chambre 2 dépasse celle de la chambre 3, le dia phragme 4 est déformé, comme montré sur la fig. 2, Il est évident que la pression s'exerçant sur la partie circulaire centrale du diaphragme 4 en contact avec l'organe 5 est directement transmise à cette pièce, tandis que la pression s'exerçant sur la partie annulaire externe du diaphragme en contact avec la pièce 6 est transmise à l'organe 5 par les doigts 7 et les leviers 9.
Comme chacun des doigts 7 est. en contact avec son levier correspondant 9 en un point intermédiaire de sa longueur, on voit que la pression ainsi transmise à l'organe 5 est moindre que celle exercée sur la pièce 6 et le rapport de ces pressions est fonction de la distance entre l'extrémité 10 du levier et le doigt 7 par rapport à la longueur totale effective du levier 9.
La, pression totale transmise à l'organe 5 sera évidemment la somme de la pression di rectement transmise par la partie centrale du diaphragme 4 et de la pression transmise par les leviers 9 et, en prévoyant les points d'atta que des doigts 7 sur les leviers 9 à des en droits convenables de ces derniers, on peut dé terminer à, volonté la pression exercée par la partie externe du diaphragme sur l'organe 5.
Dans la variante montrée sur les fig. 4 à. 8, le dispositif de renforcement en contact avec la partie annulaire externe du dia phragme 4 est constitué par des secteurs de couronne 15; chacun de ces secteurs est consti tué par une lame de la forme montrée sur la fig. 7 et il comporte sur les côtés des rebords 16 repliés à angles droits, comme montré sur la fig. 8 pour former des cornières.
Les cor nières 1.6 des secteurs adjacents 15 s'appli quent les unes contre les autres lorsque les secteurs sont assemblés et ces secteurs sont assujettis par un fil d'acier ou une tige 17 passée, comme l'indique la fig. 6, dans des trous 18 pratiqués dans chacune des cor nières 16.
Les extrémités internes de chaque secteur 15 portent contre un épaulement 19 pratiqué dans l'organe 5, tandis que leurs extrémités externes sont engagées dans une rainure an nulaire 11 du corps 1.
On comprend que dans cette variante la. pression exercée sur la partie annulaire externe du diaphragme 4 est transmise à l'or- pane 5 par les secteurs 15 agissant comme des leviers de la manière décrite plus haut.
Dans l'exemple suivant la fig. 9, le dia phragme 4 a une forme modifiée, mais son fonctionnement est le même que celui décrit avec référence à la fig. 4.
Les secteurs 15 peuvent aussi être cons truits comme montré sur la fig. 10 et ces di vers secteurs être réunis ensemble au moyen d'une languette 20 découpée sur un rebord de chaque pièce et engagée dans une lumière du rebord de la pièce adjacente.
Dans la forme d'exécution montrée sur la fig. 11, les secteurs 15 sont chacun munis d'ouvertures transversales 21 pour donner passage au fil ou la tige d'assemblage des di vers secteurs.
Dans la forme d'exécution montrée sur les fig. 12, 13 et 14, une série d'anneaux concen triques 22 entourent l'organe 5 et ces anneaux sont maintenus appliqués contre la surface du diaphragme 4 qui supporte la moindre pres sion par des secteurs 23 disposés symétrique ment. Les extrémités internes des secteurs 23 sont engagées dans une rainure 13 de l'organe 5, tandis que leurs extrémités externes sont engagées dans une rainure 11 du corps 1.
Dans le fonctionnement, on comprend que la pression exercée sur la surface annulaire supérieure du diaphragme 4 est transmise à l'organe 5 par les anneaux 22 et les secteurs 23 de la manière précédemment décrite.
La construction montrée sur les fig. 15 et 16 est semblable à celle des fi-. 4 et 5, mais il est construit pour le cas où la pression peut être plus élevée dans la chambre 3 que dans la chambre 2 ou inversement de façon à dé placer le support dans l'une ou l'autre direc tion à partir de la position normale montrée sur la fig. 15.
Dans ce cas, le diaphragme 4 est fixé en son centre au moyen d'un écrou 24, par exem ple, et des secteurs 15 sont disposés sur les deux faces du diaphragme. Pour le reste, la construction et le fonctionnement sont les mêmes que ceux décrits avec référence aux fig. 4 à 8 inclusivement.
Il est évident que les dispositifs décrits conservent aux diaphragmes toutes leurs qua lités de flexibilité et de sensibilité, ainsi que d',étanchéité; en plus, ils les protègent contre une déformation et une tension, indésirables et contre l'usure; les pièces rigides, telles que 6, 15, 22 en contact avec le diaphragme, servent à le renforcer et à transmettre la pression exercée à l'organe 5.
Device with flexible diaphragm, controlled by pressurized fluid. The invention relates to an apparatus with a flexible diaphragm, controlled by pressurized fluid, -and it relates to the use of particular means -in an apparatus of this type for transmitting the movement of the diaphragm under the action of the fluid under pressure to the member or device to be actuated so as to reduce the deformation forces exerted on the diaphragm and, consequently, the fatigue and wear of the latter.
The flexible diaphragm apparatus according to the invention is characterized in that on at least one of the faces of the diaphragm a reinforcing device consisting of at least one plate and encroaching on the greater part of the surface of the diaphragm is arranged to participate in the movements of the latter and to transfer (preferably by means of lever action means) the thrust to a movement transmission member.
The appended drawing represents, by way of example, several embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is a partially schematic and sectional view of part of an embodiment of the diaphragm apparatus actuated by pressurized fluid; in this figure, the device occupies its normal position.
Fig. 2, similar to fig. 1, shows the position occupied by the apparatus when the organ to be controlled is moved by the action of the pressurized fluid exerted on the diaphragm.
Fig. 3 is a plan view of the diaphragm of FIGS. 1 and 2 and its accompanying parts.
Figs. 3, 5 and 6 are views corresponding to FIGS. 1, 2 and 3 and they show another embodiment.
Figs. 7 and 8 are detail views of members of FIGS. 4, 5 and 6 '.
Fig. 9 is a view similar to FIG. 4 and shows yet another embodiment, comprising a different shape of diaphragm.
Figs. 10 and 11 are views similar to FIGS. 7 and 8, variants.
Figs. 12 and 13 are views similar to FIGS. 1 and 2, but relating to yet another embodiment.
Fig. 14 shows the detail of an organ of FIGS. 12 and 13.
Figs. 15 and 16 are views similar to fi-. 4 and 5 respectively and show an embodiment with a diaphragm which can be actuated in both directions from its normal or rest position.
In the embodiment shown in FIGS. 1, 2 and 3, it can be seen that the device actuated by pressurized fluid comprises a body 1 divided into two chambers or compartments 2, 3 by a flexible diaphragm 4, the outer edge of which is embedded in the body 1 of the. ordinary way. A central movement transmission member 5 is applied against a face of the diaphragm 4 and it transmits the movement of the diaphragm to the part or to the device that it is to actuate. An annular washer 6 surrounding the member 5 is applied to the diaphragm 4 and this washer is made of fingers or lugs 7 which are fixed to it and each of these fingers 7 is engaged in the cavity 8 of one of the levers 9 .
The outer ends 10 of the levers 9 are engaged in an annular groove 11 made in the body 1, while their inner ends 12 are engaged in an annular groove 13 made in the member 5. Pairs of pegs 14 fixed to the part 6 oppose the lateral movements of the levers 9.
The operation is as follows: As long as the pressures in the chambers 2, 3, due for example to. atmospheric pressure, are equal, the organs occupy the normal position shown on the. fig. 1.
When pressurized fluid is admitted into chamber 2 or extracted from the. chamber 3 such that the pressure of the chamber 2 exceeds that of the chamber 3, the diaphragm 4 is deformed, as shown in fig. 2, It is obvious that the pressure exerted on the central circular part of the diaphragm 4 in contact with the member 5 is directly transmitted to this part, while the pressure exerted on the outer annular part of the diaphragm in contact with the part 6 is transmitted to the member 5 by the fingers 7 and the levers 9.
As each of the fingers 7 is. in contact with its corresponding lever 9 at an intermediate point of its length, it can be seen that the pressure thus transmitted to the member 5 is less than that exerted on the part 6 and the ratio of these pressures is a function of the distance between the end 10 of the lever and the finger 7 with respect to the effective total length of the lever 9.
The total pressure transmitted to the member 5 will obviously be the sum of the pressure directly transmitted by the central part of the diaphragm 4 and the pressure transmitted by the levers 9 and, by providing the points of engagement that the fingers 7 on the levers 9 at suitable rights of the latter, one can determine at will the pressure exerted by the external part of the diaphragm on the organ 5.
In the variant shown in FIGS. 4 to. 8, the reinforcement device in contact with the external annular part of the diaphragm 4 consists of crown sectors 15; each of these sectors is constituted by a blade of the shape shown in fig. 7 and it comprises on the sides of the flanges 16 folded at right angles, as shown in FIG. 8 to form angles.
The cornices 1.6 of the adjacent sectors 15 apply against each other when the sectors are assembled and these sectors are secured by a steel wire or a rod 17 passed, as shown in FIG. 6, in holes 18 made in each of the horns 16.
The internal ends of each sector 15 bear against a shoulder 19 formed in the member 5, while their external ends are engaged in an annular groove 11 of the body 1.
It is understood that in this variant la. pressure exerted on the outer annular portion of the diaphragm 4 is transmitted to the organ 5 by the sectors 15 acting as levers in the manner described above.
In the example following fig. 9, the diaphragm 4 has a modified form, but its operation is the same as that described with reference to FIG. 4.
The sectors 15 can also be constructed as shown in FIG. 10 and these di to sectors be joined together by means of a tab 20 cut on a rim of each piece and engaged in a slot of the rim of the adjacent piece.
In the embodiment shown in FIG. 11, the sectors 15 are each provided with transverse openings 21 to give passage to the wire or the rod for assembling the di sectors.
In the embodiment shown in FIGS. 12, 13 and 14, a series of concentric rings 22 surround the member 5 and these rings are kept applied against the surface of the diaphragm 4 which supports the least pressure by sectors 23 arranged symmetrically. The internal ends of the sectors 23 are engaged in a groove 13 of the member 5, while their external ends are engaged in a groove 11 of the body 1.
In operation, it is understood that the pressure exerted on the upper annular surface of the diaphragm 4 is transmitted to the member 5 by the rings 22 and the sectors 23 in the manner previously described.
The construction shown in Figs. 15 and 16 is similar to that of fi-. 4 and 5, but it is constructed for the case where the pressure can be higher in chamber 3 than in chamber 2 or vice versa so as to move the support in one or the other direction from the normal position shown in fig. 15.
In this case, the diaphragm 4 is fixed at its center by means of a nut 24, for example, and sectors 15 are arranged on the two faces of the diaphragm. Otherwise, the construction and operation are the same as those described with reference to Figs. 4 to 8 inclusive.
It is obvious that the devices described keep the diaphragms all their qualities of flexibility and sensitivity, as well as of sealing; in addition, they protect them against undesirable deformation and stress and against wear; the rigid parts, such as 6, 15, 22 in contact with the diaphragm, serve to reinforce it and to transmit the pressure exerted on the organ 5.