Appareil distributeur de fluide L'invention a pour objet un appareil distributeur de fluide comprenant au moins deux organes en dé placement relatif, du type dans lequel l'étanchéité est obtenue par au moins un joint torique porté par l'un desdits organes, l'autre organe présentant des lumières pour le passage du fluide.
Les appareils de ce type se révèlent intéressants pour de nombreuses raisons.
En particulier, ils permettent d'assurer une étan chéité totale, sans cependant qu'il soit nécessaire d'ajuster exactement les surfaces des deux susdits organes. Il est même généralement avantageux de laisser un certain jeu entre ces surfaces, le glissement se faisant exclusivement par le joint, de sorte qu'on peut réaliser des mouvements doux et sans risque de grippage.
Toutefois, les montages actuels donnent lieu à certains inconvénients. On constate en effet que les joints toriques, généralement montés dans des rainu res des organes qui les portent, sont soumis à des efforts d'arrachement au moment où ils viennent se présenter, du fait du mouvement de l'organe mobile devant les bords de la ou des lumières, efforts qui peuvent conduire à la détérioration ou l'extraction desdits joints..
Les applications en ont été, pour cette raison, limitées au cas où la pression de service est relative ment faible, alors qu'il y aurait un intérêt considé rable à utiliser de tels appareils également pour des pressions élevées. Pour ces dernières en effet on a surtout utilisé jusqu'à présent les obturateurs du type à siège et clapet, qui présentent de nombreux incon vénients, tels que défauts d'étanchéité, détérioration des portées, efforts de manoeuvre importants, dévia tion et éclatement de la veine fluide par la présence du clapet, etc.
En vue de remédier à ces inconvénients, l'appa reil distributeur faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce que au moins l'une des lumières, devant laquelle le joint torique est destiné à passer, est allongée dans le sens du déplacement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'appareil faisant l'ob jet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 représentent, respectivement en coupe axiale partielle et en coupe transversale selon 11-11 fig. 1, un appareil distributeur, du type à tiroir.
Les fig. 3 et 4 montrent semblablement, dans deux coupes orthogonales, un appareil distributeur ou robinet du type à boisseau ou à clé.
Les fig. 5 et 6 montrent, respectivement en coupe axiale, portions en élévation, et en coupe transver sale, un appareil distributeur à tiroir selon une autre forme d'exécution.
La fig. 7 montre en coupe axiale un appareil comportant une commande à distance du tiroir. Les fig. 8 et 9 montrent respectivement en coupe axiale et en coupe transversale un robinet détendeur à tiroir.
Les fig. 10 et 11, enfin, montrent respectivement en coupe axiale et en coupe transversale un appareil distributeur, pour dispositif d'asservissement, à dou ble tiroir.
L'appareil distributeur, du type à tiroir, repré senté aux fig. 1 et 2, comprend un corps 1 constituant un organe fixe et un tiroir 2 constituant un organe mobile. Le fluide sous pression arrive par un con duit 3 débouchant par des lumières 30, pour partir en 4,1 par un conduit de sortie 4 décalé par rapport au conduit 3. Le passage de l'un à l'autre de ces conduits se fait par l'intérieur du tiroir en 5, lorsque celui-ci, passant de la position en trait plein à celle en pointillé, découvre la lumière 30 du conduit 3.
L'étanchéité est obtenue par des joints toriques 6, 7, 15 dans des gorges appropriées, disposées au tour du tiroir. Les lumières peuvent présenter une largeur de l'ordre du diamètre de la section des joints toriques.
Le joint 6 est susceptible de se présenter devant l'orifice du conduit 3 par lequel accède le fluide. Cet orifice est divisé en une multiplicité de lumières 31) allongées dans le sens du déplacement du tiroir 2 et délimitées par les barreaux 8 d'une grille. Ces bar reaux ont une forme profilée et fuselée ne présentant pas d'angle vif du côté du joint. Ils sont portés par une bague 9 maintenue en place par des vis poin teaux 10 avec joints d'étanchéité toriques 14.
Dans la position représentée en trait plein, l'ap pareil est fermé, l'étanchéité au droit du conduit d'admission étant assurée par les deux joints 6 et 15. Pour ouvrir l'appareil, on déplace le tiroir 2 dans le sens de la flèche, ce qui amène le joint 6 à passer de vant les lumières 30, opération qui s'effectue sans aucun danger de détérioration, grâce à la présence des barreaux 8, et au fait que la pression venant du conduit 3 applique le joint 6 dans son logement. Dès le début du franchissement desdits barreaux, le fluide commence à s'échapper vers les passages 5 et vers le conduit de sortie 4.
Pour la position d'ouverture totale (représentée en pointillé), il y a communication franche entre le conduit 3 et les passages 5, mais il est à noter que le deuxième joint 7 ne franchit pas la lumière d'éva cuation 40, de sorte qu'il demeure toujours en contact avec la surface cylindrique du corps. Il en est de même du troisième joint 15 par rapport à la lu mière 3o.
L'espacement entre les barreaux est de 2 mm et plus, selon le diamètre des joints toriques. Des con gés de raccordement sont ménagés, avec les bords du conduit 3.
Enfin, des moyens peuvent être prévus pour empêcher le tiroir de tourner, la section de ce der nier étant représentée circulaire sur la fig. 2, bien qu'elle puisse être tout autre. Le maniement de l'appareil est aisé, car les pres sions s'équilibrent entièrement sur le corps, aussi bien radialement que longitudinalement.
Les fig. 3 et 4 représentent un appareil distribu teur ou robinet dans lequel l'organe mobile 2 est agencé sous forme de boisseau ou clé, donc rotatif.
Cette clé rotative 2 comporte un conduit intérieur 11, le robinet étant connecté à deux conduits d'ame née et de départ 3, 4. L'étanchéité est obtenue par un joint torique 6 disposé dans une rainure circulaire 12 ménagée dans la clé rotative 2 et agencée de façon à entourer, dans la position de fermeture, les lumières d'admission 30 du conduit 3, lequel est muni de la grille 8.
Lorsqu'on tourne la clé 2 à partir de la position de fermeture représentée, le joint torique 6 vient pas ser sur la grille. Puis, dès qu'il l'a dépassée, le fluide s'échappe entre le corps et la clé pour s'acheminer vers le conduit de départ 4. La communication di recte est établie lorsque le passage 11 est aligné sur les conduits 3 et 4.
Des joints supplémentaires 13 sont prévus, trans versalement à l'axe de l'appareil, pour parfaire l'étan chéité.
Il est à noter que le boisseau ou clé rotatif n'est pas équilibré transversalement; le déséquilibre s'ex prime par le produit de la pression par la section qu'enveloppe le joint 6. De tels appareils rotatifs sont donc réservés à des pressions modérées.
Les fig. 5 et 6 montrent un appareil distributeur à tiroir selon une autre forme d'exécution.
Le tiroir 2 comprend un conduit oblique 5 qui permet de relier directement le conduit d'amenée 3 au conduit de sortie 4 en maintenant la compacité de la veine fluide. Ces conduits 3 et 4 d'amenée et de sortie du fluide sont dans le prolongement l'un de l'autre.
De cette manière, la veine fluide à son passage à travers l'appareil, dans la position d'ouverture (celle représentée), n'éclate pas, et la seule perte de charge est celle due à la présence des barreaux de grille 8, perte de charge faible si lesdits barreaux sont convenablement profilés.
Le fonctionnement, pour le passage de la posi tion d'ouverture à celle de fermeture (déplacement du tiroir 2 dans le sens de la flèche vers la position en pointillé) est le même que selon les fig. 1 et 2. L'équilibrage est total, la même pression régnant dans l'intervalle compris entre le corps 1, le tiroir 2, et les deux groupes de joints 6 et 7.
Le seul effort à vaincre est dû au frottement des joints sur le corps. Il sera, par exemple, de l'ordre d'une dizaine de kilos pour un diamètre de tiroir de 35 mm et une pression de 250 kg/cm-. Il semble que cet effort soit à peu près proportionnel à la pression et au diamètre.
La position des conduits 3 et 4 et celle des joints sont choisies de manière qu'aucun joint n'ait à se pré senter devant le conduit de sortie 4. Sur les fig. 5 et 6, la manoeuvre du tiroir a lieu manuellement, par un levier 16, articulé en 17 sur le corps ou sur une chape solidaire de celui-ci, et en 18 sur une tige solidaire du tiroir. Des butées sont prévues en 19 et 20 pour délimiter exactement la course du tiroir.
L'appareil représenté à la fig. 7 comprend une commande à distance du tiroir. Un fluide de com mande pénètre en 21 dans une chambre 22 du corps 1, de façon à agir sur la face 23 du tiroir. Un res sort 24 tend à ramener le tiroir dans l'une de ses positions.
La commande à main a été maintenue, le levier 16 pouvant servir à guider le tiroir en l'empêchant de tourner. A cet effet, la tige 25 solidaire du tiroir est, par exemple, rectangulaire et peut coulisser dans une fenêtre également rectangulaire du levier 16. En cas d'avarie de la télécommande, on interpose une clavette entre la tige 25 et le levier 16, ce qui permet la manoeuvre à la main.
Sur les fig. 8 et 9, on a illustré un appareil à tiroir jouant le rôle de détendeur. Comme le fluide doit pouvoir être laminé, on peut remplacer la grille par une fente constituant une seule lumière 30 et, par exemple, usinée directement dans le corps 1.
Le gaz haute pression arrive par cette lumière 3 et passe dans un conduit intérieur 27 du tiroir, puis par des canaux 28, au conduit basse pression 4.
La pression de détente s'exerce ainsi sur la sec tion du tiroir et elle est contrebalancée par un ressort 29 que l'on règle par un volant 30 selon la valeur désirée pour ladite pression de détente. Il s'ensuit que, lorsque ladite pression est atteinte en aval, le tiroir en se déplaçant dans le sens qui contribue à comprimer le ressort 29 vient fermer la lumière d'amenée 3,1. Il est d'ailleurs à noter que si l'on veut maintenir cette fermeture, il suffit de dévisser le volant 30, ce qui entraîne l'ensemble du tiroir vers sa position de fermeture représentée en pointillé, pour laquelle interviennent des surfaces de butée 31, 32.
Sur les fig. 10 et 11, enfin, on a illustré un appa reil distributeur pour dispositif d'asservissement. En plus du tiroir 2, le corps 1 est également mobile.
On a supposé que l'appareil récepteur asservi était un vérin 60, dont les extrémités sont reliées par des conduits 61, 62 à des lumières 63, 64, de l'appa reil distributeur. Celui-ci reçoit le fluide haute pres sion en 65, et comporte des lumières de retour de fluide en 66, 67. La tige 68 du vérin est supposée liée mécaniquement ou de toute autre manière au corps intermédiaire mobile 1.
Le corps 1 glisse dans le carter fixe C, tandis que le tiroir 2 glisse dans le corps 1. L'étanchéité est obtenue par divers joints toriques 36 à 43 et 44 à 49.
Des lumières 33, 34, 35 et des conduits 50 à 58 sont prévus, l'ensemble fonctionnant comme suit Si le tiroir 2 est déplacé dans le sens de la flèche f, le joint 36 vient à passer devant la ou les lumières 33. Le fluide haute pression arrivant par 65 dans la capacité 50 passe par 33, 51, 52 et se rend ainsi par 63 vers l'appareil à commander. D'autre part, le joint 41 passe devant les lumières 34 et le fluide se trou vant sur la face opposée du piston de l'appareil à commander fait retour par la capacité 55, les lumiè res 34, la capacité 56, l'orifice 57, la capacité 58 et la lumière 67.
Mais, sous l'effet du déplacement de l'appareil à commander, le corps 1 est entraîné dans le sens de la flèche et vient ainsi obturer l'arrivée du fluide haute pression, ainsi que le retour du fluide, lorsque la position de l'appareil commandé correspond à celle ordonnée par le tiroir 2.
Les orifices 33, 34 et 35 du corps 1 sont munis de grilles non représentées, de manière que les lu mières ainsi formées soient allongées dans le sens du déplacement du tiroir 2.
Fluid dispensing apparatus The object of the invention is a fluid dispensing apparatus comprising at least two members in relative displacement, of the type in which the seal is obtained by at least one O-ring carried by one of said members, the another organ having openings for the passage of the fluid.
Devices of this type are attractive for many reasons.
In particular, they make it possible to ensure total airtightness, without however it being necessary to exactly adjust the surfaces of the two aforementioned members. It is even generally advantageous to leave a certain clearance between these surfaces, the sliding being done exclusively by the seal, so that smooth movements can be achieved without the risk of seizing.
However, the current arrangements give rise to certain drawbacks. It is in fact observed that the O-rings, generally mounted in grooves of the members which carry them, are subjected to tearing forces when they arise, due to the movement of the movable member in front of the edges of the slot (s), forces which may lead to the deterioration or the extraction of said seals.
Its applications have therefore been limited to the case where the operating pressure is relatively low, whereas there would be considerable advantage in using such devices also for high pressures. For the latter, in fact, until now, we have mainly used shutters of the seat-and-valve type, which have many drawbacks, such as sealing defects, deterioration of the bearing surfaces, significant operating forces, deflection and bursting of the valve. the fluid vein by the presence of the valve, etc.
In order to remedy these drawbacks, the dispensing apparatus forming the subject of the invention is characterized in that at least one of the slots, in front of which the O-ring is intended to pass, is elongated in the direction of the shifting.
The appended drawing represents, by way of example, several embodiments of the apparatus forming the subject of the invention.
Figs. 1 and 2 represent, respectively in partial axial section and in transverse section according to 11-11 fig. 1, a dispensing device, of the slide type.
Figs. 3 and 4 similarly show, in two orthogonal sections, a distributor device or valve of the plug or key type.
Figs. 5 and 6 show, respectively in axial section, portions in elevation, and in cross-section, a spool dispenser apparatus according to another embodiment.
Fig. 7 shows in axial section an apparatus comprising a remote control of the drawer. Figs. 8 and 9 show respectively in axial section and in transverse section a slide-type pressure reducing valve.
Figs. 10 and 11, finally, show respectively in axial section and in transverse section a distributor apparatus, for a servo device, with a double drawer.
The dispensing device, of the slide type, shown in figs. 1 and 2, comprises a body 1 constituting a fixed member and a slide 2 constituting a movable member. The pressurized fluid arrives via a duct 3 opening through openings 30, to leave at 4.1 via an outlet duct 4 offset with respect to duct 3. The passage from one of these ducts to the other is made. from the inside of the drawer at 5, when the latter, passing from the position in solid lines to that in dotted lines, discovers the light 30 of the duct 3.
The seal is obtained by O-rings 6, 7, 15 in suitable grooves, arranged around the drawer. The slots may have a width of the order of the diameter of the section of the O-rings.
The seal 6 may be present in front of the orifice of the conduit 3 through which the fluid accesses. This orifice is divided into a multiplicity of slots 31) elongated in the direction of movement of the drawer 2 and delimited by the bars 8 of a grid. These bars have a streamlined, tapered shape with no sharp angle on the joint side. They are carried by a ring 9 held in place by pin screws 10 with O-ring seals 14.
In the position shown in solid lines, the device is closed, the seal to the right of the inlet duct being ensured by the two seals 6 and 15. To open the device, the drawer 2 is moved in the direction of the arrow, which causes the seal 6 to pass in front of the slots 30, an operation which is carried out without any danger of damage, thanks to the presence of the bars 8, and to the fact that the pressure coming from the duct 3 applies the seal 6 in his home. From the start of crossing said bars, the fluid begins to escape towards the passages 5 and towards the outlet duct 4.
For the fully open position (shown in dotted lines), there is clear communication between the duct 3 and the passages 5, but it should be noted that the second seal 7 does not pass through the exhaust port 40, so that it always remains in contact with the cylindrical surface of the body. The same is true of the third seal 15 with respect to the light 3o.
The spacing between the bars is 2 mm and more, depending on the diameter of the O-rings. Connection spaces are made, with the edges of the duct 3.
Finally, means can be provided to prevent the drawer from rotating, the section of the latter being shown circular in FIG. 2, although it could be quite different. The device is easy to handle because the pressures are fully balanced on the body, both radially and longitudinally.
Figs. 3 and 4 show a dispenser or valve apparatus in which the movable member 2 is arranged in the form of a plug or key, and therefore rotary.
This rotary key 2 comprises an internal duct 11, the valve being connected to two ducts of the starter and the outlet 3, 4. The seal is obtained by an O-ring 6 disposed in a circular groove 12 formed in the rotary key 2 and arranged so as to surround, in the closed position, the inlet openings 30 of the duct 3, which is provided with the grid 8.
When the key 2 is turned from the closed position shown, the O-ring 6 does not come tight on the grid. Then, as soon as it has passed it, the fluid escapes between the body and the key to move towards the outgoing duct 4. Direct communication is established when the passage 11 is aligned with the ducts 3 and 4.
Additional gaskets 13 are provided, transversely to the axis of the device, to complete the seal.
It should be noted that the plug or rotary key is not transversely balanced; the imbalance is expressed by the product of the pressure by the section enveloped by the seal 6. Such rotary devices are therefore reserved for moderate pressures.
Figs. 5 and 6 show a slide dispenser apparatus according to another embodiment.
The drawer 2 comprises an oblique duct 5 which makes it possible to directly connect the supply duct 3 to the outlet duct 4 while maintaining the compactness of the fluid stream. These conduits 3 and 4 for supplying and leaving the fluid are an extension of one another.
In this way, the fluid stream as it passes through the device, in the open position (the one shown), does not burst, and the only pressure drop is that due to the presence of the grid bars 8, low pressure drop if said bars are suitably profiled.
The operation, for the passage from the open position to the closed position (movement of the drawer 2 in the direction of the arrow towards the dotted position) is the same as in fig. 1 and 2. The balancing is total, the same pressure prevailing in the interval between the body 1, the spool 2, and the two groups of seals 6 and 7.
The only effort to overcome is due to the friction of the joints on the body. It will be, for example, of the order of ten kilos for a drawer diameter of 35 mm and a pressure of 250 kg / cm-. It seems that this effort is roughly proportional to the pressure and the diameter.
The position of the conduits 3 and 4 and that of the seals are chosen so that no seal has to appear in front of the outlet conduit 4. In figs. 5 and 6, the operation of the drawer takes place manually, by a lever 16, articulated at 17 on the body or on a yoke integral with the latter, and at 18 on a rod integral with the drawer. Stops are provided at 19 and 20 to exactly delimit the travel of the spool.
The apparatus shown in FIG. 7 includes a remote control of the drawer. A control fluid enters at 21 a chamber 22 of the body 1, so as to act on the face 23 of the drawer. A res out 24 tends to return the drawer to one of its positions.
The hand control has been maintained, the lever 16 being able to serve to guide the drawer while preventing it from turning. To this end, the rod 25 integral with the drawer is, for example, rectangular and can slide in an equally rectangular window of the lever 16. In the event of damage to the remote control, a key is interposed between the rod 25 and the lever 16, which allows the maneuver by hand.
In fig. 8 and 9, there is illustrated a slide device playing the role of regulator. As the fluid must be able to be rolled, the grid can be replaced by a slot constituting a single lumen 30 and, for example, machined directly into the body 1.
The high pressure gas arrives through this port 3 and passes through an internal duct 27 of the drawer, then through channels 28, to the low pressure duct 4.
The expansion pressure is thus exerted on the section of the spool and it is counterbalanced by a spring 29 which is adjusted by a handwheel 30 according to the desired value for said expansion pressure. It follows that, when said pressure is reached downstream, the spool by moving in the direction which contributes to compressing the spring 29 closes the supply port 3.1. It should also be noted that if we want to maintain this closure, it suffices to unscrew the handwheel 30, which drives the entire drawer towards its closed position shown in dotted lines, for which stop surfaces 31 intervene. , 32.
In fig. 10 and 11, finally, there is illustrated a dispensing apparatus for a servo device. In addition to the drawer 2, the body 1 is also mobile.
It has been assumed that the slave receiver apparatus was a jack 60, the ends of which are connected by conduits 61, 62 to slots 63, 64, of the distributor apparatus. This receives the high pressure fluid at 65, and comprises fluid return ports at 66, 67. The rod 68 of the jack is assumed to be linked mechanically or in any other way to the movable intermediate body 1.
The body 1 slides in the fixed casing C, while the spool 2 slides in the body 1. The seal is obtained by various O-rings 36 to 43 and 44 to 49.
Lights 33, 34, 35 and conduits 50 to 58 are provided, the assembly functioning as follows. If the drawer 2 is moved in the direction of the arrow f, the seal 36 comes to pass in front of the opening (s) 33. The high pressure fluid arriving at 65 in the capacity 50 passes through 33, 51, 52 and thus goes through 63 to the device to be controlled. On the other hand, the seal 41 passes in front of the openings 34 and the fluid found on the opposite face of the piston of the device to be controlled returns through the capacity 55, the lights 34, the capacity 56, the orifice 57, capacity 58 and light 67.
But, under the effect of the movement of the device to be controlled, the body 1 is driven in the direction of the arrow and thus closes the arrival of the high pressure fluid, as well as the return of the fluid, when the position of the The device ordered corresponds to that ordered by drawer 2.
The orifices 33, 34 and 35 of the body 1 are provided with grids, not shown, so that the lights thus formed are elongated in the direction of movement of the drawer 2.