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.