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,,Perfectionnements apportés aux dispositifs de mise en oeuvre d'un fluide sous pression, notamment d'un fluide gazeux".
L'invention est relative aux dispositifs pour la mise en oeuvre d'un fluide sous pression, et elle concerne plus spécialement (parce que c'est en leur cas que son appli- cation paraît devoir offrir le plus d'intérêt), mais non ex- clusivement, parmi ces dispositifs, ceux pour la mise en oeuvre d'un fluide gazeux, par exemple d'air comprimé.
Elle a pour but, surtout, de rendre tels, ces dis- positifs, qu'ils répondent, mieux que jusqu'à présent, aux divers desiderata de la pratique, notamment qu'ils permettent, en rendant moins brutale l'action du fluide comprimé, de pro- téger contre l'usure les pièces des appareils à commander à l'aide dudit fluide.
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Elle consiste, principalement, à agencer de manière telle, les dispositifs du genre en question, qu'ils permettent de faire agir le fluide, sur les organes à commander, en deux phases successives, la première à pression réduite, la seconde à pleine pression, et, à cet effet, à avoir recours à un sys tème de relais comprenant, d'une part, des moyens propres à permettre de réduire la pression d'admission dans la première phase, et d'autre part, pour l'admissionn du fluide à la pleine pression, au moins une soupape (robinet etc), coagissant avec un organe de commande auquel , automatiquement, peut être appli- qué librement, seulement à la fin de la première phase, un ef- fort suffisant pour provoquer l'ouverture de ladite soupape.
Elle consiste, mise à part cette disposition princi- pale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préfé- rence en même temps, et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'ap- plication (notamment ceux pour lesquels elle est appliquée aux dispositifs pour la mise en oeuvre d'un fluide gazeux sous pres- sion, notamment d'air comprimé), ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vise plus particu- lièrement encore, et ce à titre de produits Industriels nou- veaux, les dispositifs du genre en question comportant applicati de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles comprenant de semblables dispositifs.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins,ci-annexés, lesquels complément et dessins ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'indication.
La fig, l, de ces dessins, montre, en vue schémati- que, l'ensemble d'un appareil à commande par l'air comprimé et d'un dispositif pour la mise en oeuvre de cet air comprimé, le- dit ensemble étant établi conformément à l'invention.
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La fig. 2 montre, en coupe, un système de relais comporté par ledit dispositif, ce système étant éta- bli conformément à l'invention.
Les fig. 3 et 4 montrent, en élévation , portions en coupe, un dispositif pour la mise en oeuvre de l'air comprimé, établi suivant deux autres modes de réalisati. de l'invention.
Les fig.5 à 8 montrent, chacune en vue schématique un ensemble du même genre que celui représenté sur la: fig, 1, établi conformément à quatre autres modes de réalisation diffé rents de l'invention.
Selon l'invention, et plus spécialement selon ceux de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, disposant par exemple d'un appareil ou appareillage à commander par l'air comprimé, appareil que, sur les dessins et dans la descrip- tion qui va suivre, on désignera par A, et qui peut être d'un type quelconque et appartenir à un domaine quelconque d'application de l'air comprimé (freinage des véhicules, commande du démarrage des moteurs à explosion ou à combustion interne, commande des installations de mines etc), et se proposant d'établir un dispositif pour la mise en oeuvre de l'air comprimé sur ledit appareil, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On agence de manière telle, ledit dispositif, qu'il permette de faire agir le fluide, sur les organes de l'appareil A -- organes sur lesquels il est inutile d'entrer dans aucun détail, ces organes pouvant être d'un type quel- conque, étant par exemple déplaçables d'un mouvement de trans- lation (type piston et cylindre),ou bien d'un mouvement de rotation, ces deux mouvements pouvant d'ailleurs coexister sur des organes différents -- en deux phases successives, la première à pression réduite, la seconde à pleine pression,
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le but d'une telle disposition étant notamment d'éviter sur les organes de l'appareil A tout effort brutal pouvant engendrer des usures rapides ou ruptures par effet de choc, et, à cet effet, on a recours à un système de relais comprenant, d'une part,
des moyens propres à permettre de réduire la pression d'admission dans la première phase, et, d'autre part, pour l'admission de l'air à la pleine pression, au moins une soupape(robinet etc) coagissant avec un organe de commande auquel,automatiquement, peut tre appliqué libre- ment, seulement à la fin de la première phase, un effort suffisant pour provoquer l'ouverture de ladite soupape.
Pour réaliser un système de relais répondant à ces conditions, on peut procéder de multiples manières, pou- vant différer, entre elles, notamment, ou bien par la façon dont sont constitués les sus- dits moyens pour l'admission de la pression réduite, ces moyens pouvant être réalisés, par exemple, soit avec l'aide d'un réservoir auxiliaire alimenté par le réservoir principal 1, et relié à ce dernier par un dispositif de détente approprié , auquel cas le susdit re- lais R comporterait essentiellement un robinet à trois voies ayant pour fonction de relier l'appareil A successivement à l'un et à 1(antre de ces réservoirs, soit, comme il sera supposé dans ce qui suit, à l'ai- de d'au,mains un étranglement, éventuellement réglable à volonté, interposé sur le passage de l'air comprimé pendant la première phase,
lequel étranglement E peut, soit être indépendant de la susdite soupape et de son organe de comman- de -- soupape et organe que l'on désignera respectivement par S et B dans ce qui suit--, soit être combiné à ces deux élé- ments S et B, comme représenté par exemple sur les fig. 2, 5
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et 6, pour lesquelles ledit étranglement est ménagé dans la paroi de l'organe B constitué par un piston creux, ou sur les fige et 7, pour lesquelles plusieurs étranglements E sont ménagés sur la soupape S, et coagissant avec une soupa- pe auxiliaire S1 susceptible d'être ouverte au début de la première phase, par exemple par un déplacement de l'organe B, d'autres modes de réalisation étant bien entendu possibles; ou bien par la façon dont s'effectue l'actionnement automatique;
à la fin de la première phase, de l'organe B et de la soupape S, la force à appliquer audit organe, pour ouvrir la soupape, entrant en jeu, par exemple, soit, suivant une première disposition illustrée sur les fig. 1 à 4, par le fait qu'une certaine pression h a été atteinte dans le conduit 10 reliant le relais R à l'appa- reil A, soit, suivant une seconde disposition illustrée sur les fig. 5 à 8, par le fait que les organes de l'appa- reil A, ou certains d'entre eux, ont effectué une course déterminée;
ou bien encore par la façon dont -- à supposer que la manoeuvre du relais R ,au début de la première phase, doive pouvoir être obtenue à distance -- peut s'effectuer cette manoeuvre , celle-ci ayant lieu, par exemple, soit par des moyens pneumatiques, ceux-ci consis- tant par exemple en au moins un robinet C qui peut être du type rotatif à trois voies (fig. 1 et 5), du type à soupape (fig. 6), ou autre, ledit robinet étant interposé sur une dérivation 14;15 reliant le réservoir 1 au relais R, soit par des moyens mécaniques, consistant par exemple en une tringlerie appropriée T (fig. 3, 7 et 8), soit par des moyens électriques, soit par une combinaison de ces divers moyens.
A supposer, par exemple, tout d'abord, qu'il
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s'agisse d'établir un relais pour lequel l'actionnement de la soupape S s'effectue suivant la première des deux susdites dispositions.on fait avantageusement comporter à ce relais un organe B agencé de manière telle que, au début de la première phase, c'est-à-dire lorsqu'on actionne ledit relais, l'organe B soit soumis à une certaine force qui l'amène en contact avec la soupape S,-- et qui, éventuellement, dans le cas où est prévue une soupape auxi- liaire S1, lui permet d'ouvrir cette dernière --, ladite force étant toutefois insuffisante pour ouvrir la soupape S, et, lorsqu'une pression suffisante h est atteinte dans la canalisation 10, le susdit organe B soit soumis à une force supplémentaire lui permettant d'ouvrir ladite soupape S.
Les forces en question peuvent être soit, suivant un premier mode de réalisation illustré sur les fig. 1 et 2, d'origine pneumatique, soit, suivant un deuxième mode de réalisation illustre sur la fig. 3, d'origine mécanique, soit, éventuellement t'une pneumatique et l'autre mé- canique.
Suivant le premier desdits modes de réalisation, on constitue avantageusement l'organe B par un pis- ton comportant deux surfaces de travail T1 et T destinées à recevoir l'action de la pression du réservoir, la première, dès le début de l'actionnement du relais, et la seconde, à la fin de la première phase, ces surfaces étant de section telle que les forces qu'elles viennent appliquer sur la soupape S soient respectivement inférieure et supérieure (et de sens contraire) à celle qui tend à maintenir la soupape appliquée sur son siège sous l'effet de la pression H du réservoir, et on prévoit un système distributeur F, actionnable pa la pression h régnant dans la canalisation 10, et propre à per- mettre de faire accéder au moment voulu, à la surface T2, l'air à la pression H du réservoir.
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Le susdit piston sera établi par exemple sous la forme d'un piston étagé comprenant deux portions super- posées 20, 21 telles que, l'une, 20, de diamètre D1 inférieur à celui D du siège 17 de la soupape S-- laquelle soupape on monte, sui- vant le même axe que ledit piston, à l'intérieur de l'ajutage auquel aboutit une canalisation 12 provenant directement du réservoir 1.
et on soumet à l'action d'un léger ressort 19 soit montée par exemple dans un bouchon 23 dans lequel est en outre ménagée une chambre 24, et soit propre à recevoir l'ae- tion de la pression arrivant, par exemple du robinet C, par la tubulure 14 et ladite chambre 24, et l'autre, 21, de diamètre D2 supérieur à D, soit montée coulissante dans un alésage 25 ménagé dans le bati 11 du relais, et soit susceptible, lorsque le système distribu- teur entre en jeu, de recevoir également l'action de la pression de l'air arrivant par la tubulure 14, ladite portion 21 étant,, solidaire d'un prolongement, de préférence étagé, 26, 27, 28, dont l'extrémité 28 est propre à venir en contact avec la sou- pape S, l'ensemble, enfin, étant soumis à l'action d'un res- sort 29 .
Si l'étranglement E est ménagé du côté de l'ex- trémité 28, ledit étranglement communiquant avec la chambre 24 par l'aléaage 30 intérieur au piston, on peut faire l'en- semble tel, que, pour la position de repos du piston étagé, une chambre 16, ménagée à l'intérieur du bâti 11 du relais, soit en communication avec l'alésage 25 par l'intermédiaire d'un passage 31, ledit alésage communiquant lui-même avec l'atmos- phère par un orifice 32, tandis que, pour la position de travail dudit piston, la portion 27, du prolongement du piston, vient fermer ledit passage 31, constitué par exemple par un cuir embouti, la
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chambre 16 étant alors en communication avec la chambre 24 et la tubulure 14 par l'étranglement E .
Pour ce qui est du système distributeur F, on peut le réaliser de multiples manières, par exemple à l'aide d'un dispositif à tiroir actionnable par un piston 22 déplaçable dans un alésage 33 et soumis, d'une part, à l'ac- tion d'un ressort convenablement taré, voire réglable,,23,et, d'autre part, en sens inverse, à l'action de la pression h régnant dans la chambre 16.
Ledit dispositif comporte par exemple une tige 34 solidaire du piston 22 (ou reliée de façon appropriée à ce dernier), coulissant à l'intérieur d'un bouchon 35 vissé dans l'alésage 33, et comportant une partie amincie 36 desti- née à constituer tiroir par rapport à deux lumières 37, 38, et à permettre, lorsque le piston 22 est repoussé contre l'ac- tio# de son ressort (l'alésage 33 étant en communication avec l'atmosphère par une ouverture 33 ), de faire communiquer entre elles, le long de la partie amincie 36, deux chambres 39,40 dans lesquelles débouchent respectivement lesdites lumières.
Si ces dernières sont elles-mêmes reliées respec- tivement à la chambre 16 et au fond de l'alésage 25, on voit que l'air arrivant dans ladite chambre peut alors venir acoéder,à travers ledit tiroir, à la surface du piston 20- 21.
Lesdites lumières débouehent par exemple, à la surfs ce latérale du bouchon 35, dans des gorges annulaires 41,42 elles-mêmes reliées, par des canaux 43,44, l'une d'elles 41, à une autre gorge annulaire 45 disposée à la surface du bouchon 23 et communiquait avec la chambre 24 par un canal 46, et l'autre 42, avec l'alésage 25 du côté de la surface T2 .
Le fonctionnement du dispositif représenté sur les fig. 1 et 2 résulte déjà, de façon évidente, de ce qui précède faut et faut se résumer de la façon suivante.
Pour actionner l'appareil A, il suffit d'agir sur
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le robinet C, pour établir la communication entre la chambre 24 et le réservoir 1; le piston étagé se déplace alors en comprimant son ressort et son extrémité vient au contact de la soupape S; comme la pression ne s'éxerce alors que sur la surface T1, la force qui en résulte est insuffisante pour déplacer la soupape.
En même temps, la communication entre la chambre 16, et l'alésage 25 est supprimée, et la pression, du fait du passage de l'air à travers l'étranglement E, s'établit dans la chambre le et la canalisation 10; cette pression,sous l'effet de la résistan ce opposée au déplacement des organes de l'appareil A, tend à croître, et dès qu'elle a atteint une certaine valeur, elle re- pousse le piston 22 et, de ce fait, la communication est établie entre la chambre 24 et la surface T 2 par l'intermédiaire du canal 43, du distributeur F, et du canal 44.
Il s'en suit que, puisque la pression s'exerce main- tenant sur les surfaces Tl + Té, la force qui en résulte est suffisante pour ouvrir la soupape S: la pleine pression est a- lors admise dans la chambre 16 et la canalisation 10 . lorsque l'on ne désire plus agir sur l'appareil à commander, il suffit de tourner en sens inverse le robinet C, pour mettre à l'échappement la tubulure 14 .
Dans le relais R, le piston étagé 20-21 reprend alors sa position initiale, la soupape S revient sur son siège, et l'air comprimé contenu dans l'appareil A s'échappe par la cas- n&lisation 10, la chambre 16 et l'ouverture 3é; le piston auxi- liaire 22 reprend alors sa position initiale et tout le méca- nisme se trouve prêt pour un nouveau fonctionnement.
L'ensemble qui vient d'être décrit permet donc, tout en exerçant un effort brusque et important sur les organes de l'appareil A, d'éviter toute détérioration de ces organes, du fait que la mise en oeuvre de cet effort est précédé par une montée progressive de la pression jusqu'à une valeur déterminée.
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Si, notamment, l'appareil A comporte un dispositif d' embrayage comprenant par exemple des clabots destinés à venir en prise pendant la susdite première phase, on pourra assurer à cette venue en prise toute la douceur désirée.
Il est à noter que la valeur de la pression h pour la- quelle entre en jeu le dispositif distributeur F demeure toujours la même quelle que soit la valeur de la pression dans le réser- voir 1, par conséquent même si cette dernière pression a été amenée à décroître par suite notamment de plusieurs aotionnemente successifs du relais,,
Enfin, la pression dans la canalisation 10 et la chambre 16 ne monte que dans le cas où les organes de l'appareil A offrent une résistance convenable.
Si, par exemple, l'appareil A était un démarreur pour mo- teur à combustion interne genre Diesel(ou autre), et s'il arri- vait que par inadvertance le mécaniaden actionne le démarreur alors que le moteur se trouve déjà en marche, la pression dans la chambre 16 ne pourrait pas monter du fait qu'il n'y aurait pas de résistance mécanique opposée au fonctionnement du démar- reur A, et, par suite, le déclenchement de deuxième temps n'au- rait pas lieu. On éviterait ainsi une rupture possible de l'ap- pareil et une dépense d'air comprimé inutile.
Sur la fig. 3, on a représenté un mode de réalisation qui est basé sur le même principe que le précédent, la mise en eouvre de la pleine pression entrant en jeu dès que la pression h a atteint une certaine valeur--, mais pour lequel l'organe de commande B est soumis à une action mécanique.
On exerce par exemple,cette action, à l'aide d'un ressort
50 qui peut être bandé à l'aide d'une tringlerie T, et de levie tels que 51, au début de la première phase, on combine à l'organe B -- lequel peut 'être par exemple cons- titué par un élément coulissant de forme quelconque muni d'un prolongement 28 tel que décrit Ci-dessus--, des moyens de ver-
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rouillage propres à limiter sa course pendant la première phase, cette course étant par exemple suffisante pour actionner une soupape auxiliaire 5 1 pour le dégagement des étranglements E, mais insuffisante pour permettre l'ouverture de la soupape S, et, enfin, on commande de façon telle, à l'aide de la pres- sion régnant dans la chambre 16 ,lesdits moyens, qu'ils puissent être libérés dès que cette pression a atteint la valeur convenable.
Ces moyens seront par exemple constitués par une sorte de cliquet 52, dont, avantageusement,pour réduire les frottements au mini- mum,l'extrémité active pourra venir s'appuyer sur un galet,-53 por- té par l'organe B.
Pour commander ce cliquet, on pourra avoir recours par exemple, soit à un piston soumis à l'action de la pression h, soit, comme représenté, à une membrane 54.
De toute façon, on conçoit que, suivant le mode de réa- lisation précédent, l'effort pour l'ouverture de la soupapest appliqué sur l'organe B dès le début de la première phase, mais il n'y est appliqué librement qu'à la fin de ladite phase, lorsque le cliquet est libéré,cette libération se produisant dès que la pres- sion h a atteint une, certaine valeur.
Bien entendu, l'effort mécanique au cours de la seconde phase pourrait être exercé par un ressort différent du ressort 50, et éventuellement armé par la pleine pression du réservoir. En outre on pourrait imaginer aussi d'agir pendant la première phase à l'aide de moyens mécaniques, et pendant la seconde phase à l'aide de moyens pneumatiques.
A supposer maintenant que, selon la seconde des deux dispositions dont parlé plus haut, la mise en oeuvre de la pleine pression dépende, non plus de la présence d'une certaine pression h dans la canalisation 10, mais de l'achèvement d'une certaine course-- qui pourra généralement être assez faible-- par les or- ganes de l'appareil A, on peut, par exemple, procéder de l'une des manières suivantes.
On peut tout d'abord se contenter de commander, dans
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des relais du genre de ceux décrits sur les fig. 1 et 2, ou 3, le système distributeur F ou les moyens de verrouillage, par une liaison par exemple mécanique interposée entre ces éléments et au moins l'un des organes de l'appareil A.
C'est ainsi (fig.5), que si l'on dispose sur l'apparei A d'un organe 55 déplaçable d'un mouvement de translation, il sur fira de faire agir un doigt ou autre 58 comporté par cet organe, sur au moins un levier 56 agissant lui-même ,sur le système dis- tributeur F, à supposer que le relais comporte un tel système.
Sur la fig. 6, on a supposé que l'on disposait, sur l'appareil A, d'un organe 57 déplaçable d'un mouvement de ro- tation ; on peut alors, par exemple , faire comporter à cet or- gane une came 58, elle-même susceptible d'agir, à l'aide d'un galet 59 et d'une tige 60, sur un système distributeur F qu'à titre d'exemple on a représenté sous la forme d'un robinet ca- pable, dans la position d'ouverture, de faire accéder l'air sous pression, venant de la tubulure 15, à la surface T2, par un con- duit 61.
Dans ces dispositifs, un très faible effort suffit pour déplacer les organes tels que le levier 56 ou la tige 60.
Or, dans la plupart des cas, on disposera, sur les organes de 1'
A, appareil/soumis à la pression h , d'une force importante:il sera donc intéressant d'utiliser une partie de cette force en l'appli- quant à l'organe de commande B, auquel cas on peut supprimer sur ce dernier toute action pneumatique.
Suivant cette dernière disposition, (fig. 7 et 8) on pourra par exemple, pour commander les déplacements de l'organe B, d'une part, avoir recours, à une force élastique (ou autre) par exemple un ressort 50, pour amener ledit organe au contact de la soupape S, cette force étant transmuée, par exemple, à un balancier 62 agissant sur une tige 63 comportée par l'organe B, et, d'autre part, prévoir sur l'organe mobile 55 (fig. 7) ou 57 (fig, 8), une came ou autre 58 propre à venir appliquer, la force transmise audit organe par la pression, à un système
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cinématique transmettant cette force à la tige 63.
Ce système sera avantageusement constitué par le balancier 62 lui-même.
Il est aisé de concevoir que, suivant la force appli- quée sur l'organe de l'appareil A, et,suivant le rapport des divers bras de leviers pouvant intervenir dans la transmission de cette force, on pourra finalement appliquer à l'organe de commare de B une force suffisante pour lui permettre d'ouvrir la soupape S .
Les derniers modes de réalisation qui viennent d'être envisagés offrent aux aussi toute sécurité de fonctionnement, puisque la pleine pression ne pourra être admise que lorsque les organes de l'appareil A auront accompli une certaine course; le résultat final, du point de vue sécurité, est donc le même que celui obtenu lorsque l'on commande l'arrivée de la pleine pres- sion à l'aide de la pression h.
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on peut donc réaliser la commande des appareils fonction- nant à l'aide d'un fluide sous pression dans les meilleures con- ditions du point de vue de la bonne conservation desdits appareil et de la sécurité de fonctionnement,
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été envisagés ;
elle en embrasse, au contraire, toutes les va- riantes, notamment, celles pour lesquelles (fig. 4) le relais serait consti- tué essentiellement par un robinet R interposé entre le réser- voir 1 et l'appareil A et comprenant deux lumières 71, 78,1'une de section réduite, l'autre de ]barge section, à utiliser respec- tivement pour la première et la seconde phase, le passage de la première à la seconde de ces lumières s'opérant par le fait qu' une butée 73, contre laquelle le robinet est par exemple main-
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tenu par un ressort 50, pendant la première phase, est amené à s'effectuer automatiquement, soit par l'effet de la pression h, soit par l'effet du déplacement des organes de l'appareil A,
étant entendu que toute autre disposition du même genre rentrer rait dans le cadre de l'invention.
Résumé.
L'invention a pour objet des perfectionnements appor- tés aux dispositifs de mise en oeuvre d'un fluide sous pres- sion, notamment d'un fluide gazeux; lesquels perfectionnements consistent. principalement, à agencer de manière telle, les dispositifs du genre en question, qu'ils permettent de faire agir le fluide, sur les organes à commander, en deux phases successives, la première à pression réduite, la seconde à plei- ne pression, et, à cet effet, à avoir recours à un système de relais comprenant, d'une part, des moyens propres à permettre de réduire la pression d'admission dans la première phase, et d'autre part, pour l'admission du fluide à la pleine pression, au moins une soupape (robinet etc), coagissant avec un organe de commande auquel, automatiquement, peut être appliqué libre- ment, seulement, à la fin de la première phase,
un effort suffisant pour provoquer l'ouverture de ladite soupape .Elle vise plus particulièrement certains modes d'application (noiammeni ceux pour lesquels elle est appliquée aux dispositifs pour la mi se en oeuvre d'un fluide gazeux sous pression, notamment d'air comprimé), ainsi que certains modes de réalisation, et elle vise plus particulièrement encore, et de à titre de produits industriels nouveaux, les dispositifs du genre en question comportant application de ces mêmes perfectionne- ments, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles comprenant de semblables dispositifs.