Jeu d'éléments permettant de former l'un ou l'autre de deux dispositifs à soupape de commande de l'écoulement d'un fluide La présente invention a pour objet un jeu d'éléments permettant de former l'un ou l'autre de deux dispositifs à soupape de commande de l'écoulement d'un fluide et comprenant d'une part un corps de soupape présentant au moins une chambre et, d'autre part, au moins une paire d'unités comprenant une soupape de commande et agencées de manière à pouvoir être montées au choix dans la chambre,
la soupape de l'une de ces unités étant une soupape à disque et celle de l'autre étant une soupape à tiroir.
Le jeu d'éléments, objet de l'invention est caractérisé en ce que la chambre est ouverte à une de ses extrémités et communique avec une entrée et une sortie, la soupape à disque comprend un manchon renfermant un organe de soupape à mouvement de va-et-vient, la soupape à tiroir comprend un manchon renfermant un organe à plongeur à mouvement de va-et-vient, chaque manchon présentant des parties externes correspondantes et de dimensions identiques pour pouvoir s'ajuster étroitement dans ladite chambre, un chapeau étant fixé de manière amovible sur une extrémité dudit corps, afin de fermer la chambre et retenir ainsi une des soupapes placées au choix dans ladite chambre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution du jeu d'éléments à sou papes, objet de l'invention.
La figure 1 est une vue en plan d'un dispositif à soupapes comprenant des éléments d'une première forme d'exécution.
La figure 2 est une coupe à plus grande échelle par 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une coupe à plus grande échelle par 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une coupe semblable à celle de la figure 2, d'une partie d'un dispositif comprenant d'autres éléments de cette première forme d'exécution.
La figure 5 est une coupe par 5-5 de la figure 4. La figure 6 est une vue en coupe d'un dispositif com prenant des éléments d'une deuxième forme d'exécution.
La figure 7 est une vue en coupe d'un dispositif com prenant d'autres éléments de cette deuxième forme d'exécution.
La figure 8 est une coupe d'un dispositif comprenant des éléments d'une variante du jeu d'éléments des figures 6 et 7.
Le jeu d'éléments auquel se rapportent les figures 1 à 3 comprend une plaque de base 10 présentant plusieurs orifices 11, 12, 13, 14 et 15 destinés à la connexion de différents conduits. L'orifice 11 est un orifice d'entrée, l'orifice 12 est un orifice de sortie et l'orifice 13 est un orifice de décharge, les orifices 14 et 15 servant à établir des communications avec les extrémités supérieures d'alésages cylindriques 38 usinés dans des chapeaux 35 fermant une paire de chambres 17 et 18.
Un corps 16 est fixé contre la face supérieure de la plaque de base 10 et présente la paire de chambres 17, 18 identiques dont chacune comprend une partie supérieure cylindrique 24 et une partie inférieure de diamètre réduit 19. Un passage 20 fait communiquer le fond de la partie 19 de la chambre 17 avec l'orifice d'admission 11, et un passage 21 met la partie supérieure de la chambre 18 en communication avec l'orifice de décharge 13. Un passage 22 met la partie supérieure de la chambre 17 en communication avec la partie inférieure 19 de la chambre 18 et avec l'orifice de sortie 12. Des rondelles assurent l'étanchéité des joints.
Dans la partie supérieure 24 de chaque chambre 17, 18 s'ajuste étroitement un manchon 26 qui porte des ron delles d'étanchéité à sa partie supérieure et à sa partie inférieure. Le manchon est pourvu à mi-hauteur d'une gorge 27 communiquant avec le passage 22. Une garniture annulaire 28 de section en U est logé dans la partie inférieure du manchon 26 et s'appuie sur une rondelle 29. Une garniture semblable 128 est logée dans la partie supérieure du manchon et prend appui sur une rondelle 129.
Un tiroir cylindrique 30 s'étend axialement dans le manchon et forme des joints étanches avec les garni tures 28,<B>128.</B> Un espace annulaire 31, compris entre la surface du tiroir et la surface intérieure du manchon, s'étend entre les garnitures 28, 128. Plusieurs ouvertures 32 formées dans le manchon 26 font communiquer l'espace annulaire 31 et la gorge 27. L'extrémité inférieure du tiroir 30 présente une partie tubulaire 33 dont la paroi est percée d'une pluralité de lumières 34.
Les chapeaux 35 sont identiques et sont fixés amo- viblement sur la face supérieure du corps 16 et ferment les chambres 17 et 18. Chaque chapeau 35 présente un bossage 37 qui s'ajuste étroitement dans la partie supé rieure 24 de la chambre correspondante et qui bute contre l'extrémité supérieure du manchon 26 pour le faire porter sur le fond de cette partie de la chambre. L'alésage cylindrique 38 s'étend vers le haut à partir du côté inférieur du chapeau et est coaxial avec la chambre 17, respectivement 18. Un piston 39 coulisse dans l'alésage 38 et est fixé sur l'extrémité supérieure du tiroir 30 au moyen d'une vis 40. Le piston 39 porte une rondelle d'étanchéité 41 retenue en position par une rondelle 42.
Le diamètre du piston 39 est plus grand que celui du tiroir 30.
Le corps 16 présente un passage 43 faisant commu niquer l'orifice 14 de la plaque de base 10 avec un passage 44 du chapeau 35 débouchant dans l'extrémité supérieure de l'alésage cylindrique 38. Des passages semblables aux passages 43 et 44 établissent la communi cation entre l'orifice 15 de la plaque de base et l'extrémité supérieure de l'alésage cylindrique s'étendant du chapeau 35 de la chambre 18.
Le corps 16 et les chapeaux 35 sont fixés en place par des vis 45 qui passent par des ouvertures que présentent les chapeaux et se vissent dans la plaque de base. Certaines de ces vis passent aussi par des ouvertures pratiquées dans le corps 16.
Le dispositif auquel se rapportent les figures 4 et 5 comprend une plaque de base 10 et le corps 16 que comprend le dispositif des figures 1 à 3.
Dans la partie supérieure de plus grand diamètre 62 de chaque chambre 17 (18) du corps 16 est étroitement ajusté un manchon 63 présentant à mi-hauteur une gorge 64 communiquant avec un passage du corps 16 correspondant au passage 22, respectivement 21 du dispositif des figures 1 à 3. Une garniture annulaire 65 portée par l'extrémité supérieure du manchon 63, est surmontée d'une rondelle 66, sur laquelle appuie un bossage d'un chapeau fermant la chambre 17. La partie inférieure de la paroi intérieure du manchon 63 présente quatre rainures longitudinales 67. Le manchon 63 présente aussi quatre lumières 68 qui établissent la communication entre l'alésage du manchon et la gorge 64.
Une tige de soupape 69, montée coulissante dans la garniture 65 et la rondelle 66, porte une tête 70 fixée à son extrémité inférieure et présentant un diamètre extérieur égal à celui de l'alésage du manchon. Le côté inférieur de la tête 70 présente un enfoncement logeant une rondelle 71 en caoutchouc. Une vis 72 traverse la rondelle et la tête de soupape et est vissée dans la tige de soupape pour tenir assemblées les différentes parties. Dans la position repré sentée au dessin, la rondelle 71 repose sur une lèvre 73 entourant le bord d'un orifice central d'un disque 74 porté par l'extrémité inférieure du manchon 63. La lèvre 73 consittue ainsi le siège pour la tête de soupape 70.
Un piston 76 est fixé à l'extrémité supérieure de la tige de soupape 69 au moyen d'une vis 75 et coulisse dans l'alésage 38 du chapeau 35. Le piston 76 porte une garniture annulaire 77 et une rondelle de retenue 78.
Le fonctionnement de ce dispositif à soupapes est semblable à celui des figures 1 à 3, c'est-à-dire que tant que la pression d'admission agit sur le piston 76, ce dernier exerce une force suffisante pour maintenir la tête de soupape 70 sur son siège et empêcher l'écoulement du fluide par l'orifice central du disque 74. Si on laisse s'échapper le fluide d'au-dessus du piston de commande la pression de fluide agissant sous la tête de soupape force cette dernière à se soulever de son siège. Le fluide peut alors s'écouler par les rainures 67 du manchon et les ouvertures vers le passage de sortie.
Il est facile de voir que dans le jeu d'éléments des figures 1 à 5, chacune des deux unités comprenant le manchon 26, le tiroir 30 et le piston de commande 39, 42 peut être retirée en bloc du corps 16, une fois le chapeau 35 enlevé, et remplacée soit par une unité identique, soit par une unité de mêmes dimensions, identique à celles des figures 4 et 5, et comprenant le manchon 63, le disque 74, la soupape 69, 70 et le piston de commande 76, 78.
Le dispositif représenté à la figure 7, comprend un corps 80, présentant une chambre 81 et des passages d'admission 82 et de sortie 83. Dans la chambre est disposée une unité comprenant un manchon 184 ajusté dans la chambre 81 et dont une extrémité est emboîtée dans l'extrémité d'un manchon 84 également ajusté dans la chambre 81 et solidaire d'un couvercle 85 fermant cette chambre 81 et fixé au corps 80 au moyen de boulons et d'écrous 86. L'extrémité interne du manchon 84 porte une garniture annulaire 87 prenant appui d'une part sur un anneau 88, et d'autre part sur l'extrémité du manchon 184.
Une autre garniture annulaire 89, prenant appui sur une rondelle 90, est portée par l'autre extrémité du manchon 184. Le manchon 184 est pourvu de plusieurs lumières longitudinales 92, débouchant dans un espace annulaire 181 communiquant avec le passage de sortie 83.
Un tiroir cylindrique creux 93, dont l'extrémité externe est fermée, est monté coulissant dans les garni tures 87, 89 et leurs rondelles respectives 88, 90. La paroi du tiroir 93 présente plusieurs lumières longitudinales 94. Une tige de piston 95, dont une extrémité est vissée dans l'extrémité fermée du tiroir 93, traverse le couvercle 85, l'étanchéité étant assurée par un dispositif de presse- étoupe.
Un piston 97 enfilé sur la tige 95 et appliqué contre l'extrémité extérieure du tiroir 93 coulisse à l'intérieur du manchon 84. Le piston 97 porte une garniture d'étanchéité 99 et son diamètre est légèrement plus grand que celui du tiroir 93. L'extrémité interne de la tige de piston 95 est pourvue d'un canal axial 100, communiquant par des ouvertures transversales 101 avec l'espace compris entre le piston 97 et le couvercle 85. Un capuchon 102 présen tant un canal d'étranglement axial<B>103</B> est vissé sur l'extrémité interne de la tige de piston 95.
Un piston 104, coulissant dans un alésage<B>105</B> que présente un chapeau 106, est fixé à l'extrémité extérieure de la tige de piston 95. Le diamètre du piston 104 est plus grand que celui du piston 97. Des boulons 107 fixent le chapeau 106 au couvercle 85. Un passage<B>108,</B> pratiqué dans le couvercle sert à l'admission de fluide sous pression sur la face interne du piston 104.
En supposant le passage d'admission 82 relié à une source de fluide sous pression, les divers organes seront maintenus dans la position représentée à la figure 7 pour laquelle l'écoulement du fluide à travers le jeu d'éléments est empêché. En effet, la pression du fluide qui agit sur le piston 97 et sur le tiroir 93 est la même de sorte que la force exercée sur le piston 97 est plus grande que celle exercée par le tiroir. Si, toutefois, un fluide sous pression, pouvant par exemple provenir de la source qui alimente le passage d'admission 82, est admis dans le passage 108, le piston 104 se déplacera vers l'extérieur en entraînant avec lui le tiroir 93.
Les lumières 94 du tiroir 93 se trou veront alors entre les garnitures d'étanchéité 87, 89; et le fluide peut s'écouler du passage d'admission 82 par les lumières 94 et les lumières 92 du manchon 184 au passage de sortie 83.
Si on désire ramener le tiroir 93 à la position repré sentée à la figure 7, il suit de mettre le passage 108 à l'échappement, ce qui permet alors au piston 97 de ramener le tiroir à sa position d'interruption de l'écoulement.
Le dispositif à soupape représenté à la figure 7 comprend le corps 80 du jeu, dans la chambre 81 duquel est montée une unité de soupape 109 comprenant un manchon 110 ajusté dans la chambre 81 et emboîté par une extrémité dans l'extrémité d'un manchon 111, semblable au manchon 84 décrit précédemment, ajusté dans la chambre 81 et solidaire d'un couvercle fermant cette chambre. Entre l'extrémité du manchon 110 et un anneau 114 porté par le manchon 111 est disposée une garniture d'étanchéité 113. A son autre extrémité le manchon 110 porte une bague 115 présentant un siège annulaire 116. Le manchon 110 présente des lumières longitudinales 117 communiquant avec un espace entou rant le manchon et dans lequel débouche le passage de sortie 83.
Une tige 118 coulissant dans la garniture d'étanchéité 113 et l'anneau de support 114 présente un perçage longitudinal 119 dans une partie externe filetée de plus grand diamètre duquel est vissée une tige de piston 120. Un piston 121, maintenu appliqué contre l'extrémité de la tige 118, est enfilé sur la tige 120 et coulisse dans l'alésage cylindrique 112 du manchon 111. L'extrémité interne de la tige de piston 120 est percée d'un canal axial, comme la tige de piston 95 décrite précédemment, ce canal étant prolongé par un canal 119 communiquant avec le canal 82. Une tête de soupape 122, portée par l'extrémité intérieure de la tige 118, présente un évidement dans lequel est logé une rondelle élastique 123 pouvant s'appliquer sur le siège annulaire 116.
La tête de soupape 122 coulisse dans le manchon 117 et est fixée à la tige 118 avec la rondelle au moyen d'un tampon 124 retenu en position par des vis 125. A l'extrémité extérieure de la tige de piston 120 est fixé comme précédemment un piston de commande 104 coulissant dans l'alésage 105 d'un chapeau 106 fixé au couvercle portant le manchon<B>111.</B>
Lorsqu'un fluide sous pression est admis sous le piston 104, la tête de soupape 122 quittera le siège 116 (à l'encontre de la sollicitation du piston 121) pour prendre une position pour laquelle l'écoulement du fluide peut se faire à travers l'orifice de la bague 115, et les lumières 117 jusqu'au passage de sortie 83. Lorsque le fluide qui se trouve sous le piston 121 ramènera la tête de soupape 122 en position de fermeture, étant donné que le piston 121a un diamètre tel, par rapport à la grandeur du siège de soupape 116, qu'il exerce une force plus grande que celle exercée par la tête 122.
Il est clair qu'après avoir enlevé le chapeau 106, le piston 104 et dévissé les écrous 86, l'unité comprenant les manchons 184 et 84 et le tiroir 93 de la soupape de la figure 6 peut être retirée en bloc du corps 80 et remplacée par une unité de mêmes dimensions identique au jeu correspondant de la figure 7 comprenant les manchons 110 et 111 et la soupape 118, 122.
La figure 8 montre un dispositif à commande par air comprimé comprenant des éléments d'une variante du jeu d'éléments des figures 6 et 7 à commande par air com primé. Dans cette variante le couvercle portant le man chon 111 (84) est de plus grand diamètre que le couvercle du jeu des figures 6 et 7. Sur ce couvercle est emboîté un chapeau 106a de diamètre également plus grand. Dans l'alésage 105a coulisse le piston de commande 104a fixé sur la tige 111 (95) solidaire de la soupape, respectivement du tiroir.