CH461364A - Soupape pour transporteur à flottage pneumatique - Google Patents

Description

  
 



  Soupape pour transporteur à flottage pneumatique
 La présente invention a trait à une soupape destinée à être montée dans le chemin de glissement d'un transporteur à flottage pneumatique, constitué par une enceinte délimitée par ce chemin de glissement et par une paroi inférieure et remplie d'un gaz sous pression, pour régir, en fonction de l'arrivée d'un objet dans le voisinage de cette soupape ou de l'éloignement de cet objet, l'écoulement du gaz de sustentation vers cet objet à travers l'exutoire de cette soupape, et qui comprend un siège coaxial à cet exutoire, un obturateur, capable de coopérer avec ce siège pour empêcher cet écoulement, et un dispositif de commande sensible à la proximité de cet objet, ces trois éléments étant logés dans un corps de soupape.



   Des soupapes sensibles à la proximité d'un objet sont connues. Dans certaines réalisations, il s'agit de la simple association d'une soupape et d'un détecteur de proximité, chacun de ces organes conservant une personnalité bien reconnaissable au sein de l'ensemble.



  Dans d'autres réalisations, il s'agit d'une combinaison plus intime de ces deux appareils, combinaison au sein de laquelle certains éléments sont communs à   l'un    et à l'autre   d'entre,.    . C'est le cas notamment des réalisations qui sont décrites dans le brevet suisse
No 407 876 et qui résultent de la combinaison d'un détecteur de proximité à piston différentiel et d'une soupape à tiroir. Les solutions de ce type offrent l'avantage de conduire à des dispositifs très compacts, faciles à fabriquer et à monter; mais leur fonctionnement est relativement lent et leur sensibilité n'est pas très élevée.



   La soupape qui fait l'objet de l'invention ne souffre pas de ces inconvénients; elle est à la fois très rapide et très sensible. Cette soupape est caractérisée par le fait que le dispositif de commande comprend deux chambres isolées l'une et l'autre par une paroi souple, la première de ces chambres étant en communication avec l'atmosphère, la deuxième étant en communication avec cet exutoire, et un organe de commande mobile, solidaire de cette paroi souple et comprenant un ajutage qui débouche dans cette deuxième chambre, qui met en communication, à travers ce siège,   I'inté-    rieur de cette enceinte avec cette deuxième chambre en débouchant dans cette dernière coaxialement à cet exutoire, et qui a un diamètre inférieur à celui de ce dernier, et par le fait que cet organe de commande est capable,

   d'occuper lorsque la pression dans ladite deuxième chambre est supérieure à celle régnant dans la première, une position d'ouverture dans laquelle il maintient la soupape ouverte en écartant ledit obturateur de son siège et, lorsque la pression dans cette deuxième chambre est au plus égale à celle régnant dans   la première, une e position de fermeture dans laquelle il    permet la fermeture de la soupape en laissant ledit obturateur libre de coopérer avec ledit siège, cet organe de commande étant pourvu d'au moins une béquille lui permettant d'appuyer à travers ledit siège sur ledit obturateur, lorsque ce dernier est en position de fermeture.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple seulement, une réalisation particulière de la soupape conforme à l'invention.



   La fig. 1 est une coupe longitudinale de la soupape.



   Les fig. 2 et 3 sont des coupes transversales selon les lignes II-II, respectivement III-III de la fig. 1.



   La fig. 4 représente, en coupe longitudinale, deux variantes d'une partie de la fig. 1.



   La soupape visible à la fig. 1 comprend un siège 1, un obturateur 2, un exutoire 3 logés dans un corps 4, lui-même fixé de facon étanche à une paroi inférieure 6 et une paroi supérieure 7 délimitant une enceinte 5 contenant un gaz sous pression, par exemple de l'air.



  La face supérieure 8 de la paroi 7 constitue le chemin de glissement d'un transporteur à flottage pneumatique, analogue à celui qui est décrit dans le brevet suisse rappelé plus haut, dont la base est formée par l'enceinte 5, cette dernière étant allongée dans le sens de transport et truffée de soupapes identiques à celle qui est représentée et destinées à créer la lame de gaz 9  qui supporte le, ou les objets transportés 10. C'est pourquoi l'exutoire 3 est placé dans la paroi supérieure de l'enceinte 5 et est disposé à fleur du chemin de glissement 8.



   La soupape comprend un plus un dispositif de commande. Ce dernier englobe une première chambre 11, qui est en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un canal 12, une deuxième chambre 13, qui est isolée de la première par une paroi souple étanche 14, et un organe de commande 15 capable de se mouvoir dans l'axe du siège 1. Cet organe de commande revêt la forme d'une pièce dont la surface extérieure comprend une première partie cylindrique 16 qui coulisse dans un logement cylindrique 17 ménagé en aval du siège 1, et une seconde partie cylindrique 18 qui se déplace dans un guidage cylindrique ajouré constitué par des barreaux longitudinaux 20, ...., 23 fixés à la périphérie de l'exutoire 3 et disposés de manière à maintenir cet organe de commande coaxial à l'axe du siège 1.

   Le dimensionnement de la première partie cylindrique 16 et de son logement 17 est tel qu'il y ait le moins de jeu possible tout en conférant le plus de liberté possible au mouvement du piston que constitue cette première partie cylindrique.



   Une rainure 25 est ménagée entre les deux parties cylindriques 16 et 18. Cette rainure est destinée à recevoir la circonférence intérieure d'une rondelle en caoutchouc mince qui constitue la paroi souple étanche 14. Cette circonférence possède dans cette rainure un jeu latéral et radial, de manière que la rondelle ne soit pas soumise à une contrainte élastique. La circonférence extérieure de cette rondelle est logée dans une rainure périphérique 26 dans laquelle, également, elle peut se mouvoir librement, sans contrainte élastique.



   L'organe de commande 15 est percé d'un alésage 27 dont l'entrée 28 a un diamètre sensiblement égal à celui du siège 1 et dont la sortie 29 a un diamètre inférieur à celui de l'exutoire 3.   I1    est pourvu de béquilles 30, 31, 32 et 33 par lesquelles il peut déplacer l'obturateur 2 sans entraver l'écoulement de gaz à travers le siège 1.



   L'obturateur 2, qui revêt la forme d'une sphère, se meut dans une chambre cylindrique 34, dite de stabilisation, ménagée en amont du siège 1 et délimitée par une jupe 35. Des guides 36, 37, 38 et 39 évitent que l'obturatuer s'écarte d'une trajectoire coïncidant avec l'axe du siège 1, mais laissent ce mouvement s'effectuer librement.



   Le corps 4 est formé de trois parties: un couvercle supérieur 40, dans lequel est ménagé l'exutoire 3 et dont le flasque inférieur 41 constitue la paroi fixe de la deuxième chambre 13; un boîtier 42, dans lequel sont   ménagés    le logement 16 pour l'organe de   commande,    le siège 1 et la chambre de stabilisation 34 et dont le flasque 43, qui constitue la paroi fixe de la première chambre 11, porte quatre tirants 44, 45, 46 et 47 dont   l'un    44 est percé du canal 12 chargé d'assurer la communication entre la première chambre   1 1    et l'atmosphère;

   un couvercle inférieur 48, dans lequel sont ménagées un coupelle 49 destinée à recevoir l'obturateur 2 lorsque l'enceinte 5 n'est pas sous pression, une quadruple rainure périphérique hélicoïdale 50 destinée à permettre la fixation étanche de ce couvercle inférieur par vissage dans la paroi inférieure 6 de l'enceinte 5, et quatre trous 51,..., 54 destinés à recevoir les extrémités des tirants 44,..., 47.



   La fixation du couvercle supérieur 40 sur le boîtier 42 est réalisée à l'aide d'un filetage 55, un joint 56 assurant l'étanchéité des chambres 11 et 13 vis-à-vis de l'enceinte 5, et la fixation du couvercle inférieur 48 sur les extrémités des tirants 44,..., 47 est assurée par des écrous 57,..., 60, et des joints étanches 61,
 64.



   La soupape peut ainsi être entièrement assemblée à l'extérieur et être montée d'un seul coup dans le transporteur par vissage de la quadruple rainure périphérique 50 dans la paroi inférieure 6, un flasque élastique 65 étant prévu sur le couvercle supérieur 40 pour assurer l'étanchéité à la paroi supérieure 7.



   Le fonctionnement de la soupape qui vient d'être décrite est le suivant:
 a) Lorsque le transporteur est hors servioe,   b    gaz dans l'enceinte 5 est à la pression atmosphérique.



  L'obturateur 2 repose dans la coupelle 49 comme le montre le tracé en trait interrompu 2a, et l'organe de commande, sous l'effet de son poids, repose par la lèvre inférieure de la rainure 25 sur l'extrémité supérieure du logement 17, ce que montrent les tracés en traits interrompus 15a, 28a, 29a, 14a. La soupape est donc ouverte. Si, en l'absence d'un objet 10, le gaz de l'enceinte 5 est mis sous pression, un écoulement s'établit à travers le siège 1, l'alésage 27, et l'exutoire 3.



  Comme le diamètre de sortie 29 de l'alésage 27 est inférieur à celui de l'exutoire 3, il se crée, par effet Ven  turi, une dépression dans s la deuxième chambre 13. La différence de e pression existant entre les deux faces de    la paroi souple 14, une face étant soumise à la pressi  on atmosphérique régnant dans s la chambre 11, l'autre    à la dépression régnant dans la chambre 13, fait que cette paroi se déplace vers le haut et soulève l'organe de commande 15. L'obturateur 2 est entraîné par le courant gazeux, stabilisé par la chambre de stabilisation 34, ce qui l'applique sur le siège 1 comme le montre le tracé en trait continu visible à la fig. 1.

   Dès ce moment, l'écoulement cesse et c'est la pression statique   du gaz en amont du siège (c'est-à-dire dans s l'enceinte    5) qui maintient l'obturateur dans sa position de fermeture. L'écoulement ayant cessé, il n'y a plus d'effet
Venturi, la pression dans la chambre 13 devient égale à la pression atmosphérique régnant dans la chambre   1 1    et l'organe de commande repose sur l'obturateur   par l'intermédiaire des béquilles 30, 33.   
 b) Un objet transporté 10 venant à se placer de vant l'exutoire 3 (dans la position 10a représentée en traits interrompus), la pression régnant dans la lame de gaz 9 qui assure la sustentation de cet objet se transmet par l'exutoire 3, à la chambre 13.

   La chambre 11 étant à la pression atmosphérique, la paroi souple 14   se déplace dans la a position 14a et entraîne vers le bas,    en position 15a, l'organe de commande 15, lequel écarte l'obturateur 2 de son siège et l'amène dans la position d'ouverture 2b représentée en traits mixtes.



  En effet, les foroes suivantes agissent sur l'obturateur: -son poids, tendant à l'amener en position d'ouverture; -la force due à la pression régnant dans la lame de sustentation 9, force qui agit dans le même sens que le poids; -la force due à la pression régnant dans l'enceinte 5, force qui agit vers le haut et tend à maintenir l'obturateur en position de fermeture;   -la    force due à la différence des pressions régnant de chaque côté de la paroi souple 14, force qui est transmise à l'obturateur par l'organe de commande 15 et les béquilles   30,....   



  33, et qui tend à amener cet obturateur en position    d'ouverture. L'aire e de la paroi souple est choisie de    manière que la résultante de ces forces écarte l'obturateur de son siège et provoque l'ouverture de la soupape. Il s'établit donc, lorsqu'un objet se trouve à proximité de la soupape, une communication entre l'enceinte 5 et la région située entre le chemin de glissement 8 et l'objet 10a, et cette communication maintient l'existence de la lame de sustentation 9.

   Dès que l'objet s'éloigne, c'est à nouveau la dépression due à l'effet
Venturi qui règne dans les chambres 24 et 13 et   l'obi    turateur est à nouveau plaqué contre son siège   1 ;    la soupape se referme et reste fermée puisque la chambre 13 n'est soumise désormais qu'à la pression atmosphénque.
 c) Si un objet vient à être posé sur le chemin de glissement 8 en regard de la soupape, sans y être amené par flottage, la couche d'air située sous cet objet est progressivement comprimée, étant donné que son   che-    min de fuite, dont la section est donnée par la périphérie de l'objet multipliée par la distance de ce dernier au chemin de glissement 8, offre une perte de charge croissante.

   Il en résulte qu'avant que l'objet ait touché le chemin de glissement, la soupape s'est ouverte et une lame de sustentation s'est créée sous l'objet.



   On le voit, la soupape qui vient d'être décrite est du type bistable: son obturateur ne peut occuper qu'une position d'ouverture ou qu'une position de fermeture. Il est en position fermée en l'absence d'un objet dans son voisinage, et en position ouverte en présence d'un objet, que ce dernier ait été amené à proximité de la soupape par flottage pneumatique le long du chemin de glissement 8 ou qu'il ait été posé verticalement sur ce dernier. Cette soupape est très rapide, oar tous ses éléments mobiles sont très légers et elle est très sensible, ce qui lui permet d'être montée dans un transporteur à flottage pneumatique à basse pression.



   C'est pour accroître cette sensibilité que la rondelle de caoutchouc est montée avec jeu radial et axial dans les rainures 25 et 26. De cette manière, elle n'est pas soumise à des contraintes élastiques autres qu'une très légère flexion au voisinage des rainures 25 et 26.



  Malgré ce montage avec jeu, l'étanchéité entre les chambres 11 et 13 est bonne, la différence   lentre    les pressions régnant dans chacune de ces dernières étant suffisante pour appliquer la membrane sur les lèvres des rainures.



   L'invention prévoit, en variante, de munir la lèvre inférieure de la rainure ménagée sur l'organe de commande 15 d'une arête circulaire 66, et de disposer à la partie supérieure du logement du guidage 17 un joint d'étanchéité 67. Cette disposition offre l'avantage d'éviter toute fuite entre la partie cylindrique 16 de l'organe de commande 15 et le logement 17 lorsque cet organe de commande est en position d'ouverture et permet de rendre plus libre le piston que constitue cette partie cylindrique 16.



   Une autre variante consiste à ménager entre l'enoeinte 5 et l'espace compris entre le siège 1 et l'exutoire 3 une communication à débit minime donnant lieu à une très faible fuite permanente du gaz contenu dans cette enceinte. Cette communication peut prendre la forme d'un trou 19 (fig. 4) percé dans le couvercle supérieur 40, ou d'un défaut d'étanchéité réalisé dans le siège 1. De cette manière, même si l'obturateur 2 est en position de fermeture, il s'établira toujours lorsque l'exutoire est bouché par un objet une surpression progressive dans la deuxième chambre 13, surpression qui provoquera au bout d'un certain temps, le passage de l'organe de commande 15 dans sa position d'ouverture. Ainsi le fait de poser même très délicatement un objet sur le chemin de glissement, ou d'amener cet objet par glissement sans lame de sustentation, provoquera l'ouverture de la soupape.



   Cette soupape est destinée à être montée dans le chemin de glissement d'un transporteur à flottage pneumatique, par quoi il faut entendre d'une façon générale une surface sur laquelle une charge est appelée à être déplacée, que ce soit pour être transportée (an sens étroit du mot), ou pour être simplement rangée par ripage.



   Un tel chemin de glissement peut constituer par exemple le pont de charge d'un camion, d'un navire, d'un avion: il peut constituer un plancher d'entrepôt un fond de casier de rangement, une table de machineoutil, (par exemple presse pour ateliers de tôlerie, tronconneuse et/ou polisseuse pour ateliers de taille de la pierre, plaque tournante de manutention), etc.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Soupape qui est destinée à être montée dans le chemin de glissement d'un transporteur à flottage pneumatique, constitué par une enceinte délimitée par ce chemin de glissement et par une paroi inférieure et remplie d'un gaz sous pression, pour régir, en fonction de l'arrivée d'un objet dans le voisinage de cette soupape ou de l'éloignement de cet objet, l'écoulement du gaz de sustentation vers cet objet à travers l'exutoire de cette soupape, et qui comprend un siège coaxial à cet exutoire, un obturateur, capable de coopérer avec oe siège pour empêcher cet écoulement, et un dispositif de commande sensible à la proximité de cet objet, ces trois éléments étant logés dans un corps de soupape, caractérisée par le fait que ledit dispositif de commande comprend deux chambres isolées l'une et l'autre par une paroi souple,

   la première de ces chambres étant en communication avec l'atmosphère, la deuxième étant en communication avec cet exutoire, et un organe de commande mobile, solidaire de cette paroi souple et comprenant un ajutage qui débouche dans cette deuxième chambre, qui met en communication, à travers oe siège, l'intérieur de cette enceinte avec cette deuxième chambre en débouchant dans cette dernière coaxialement à cet exutoire, et qui a un diamètre inférieur à celui de ce dernier, et par le fait que cet organe de commande est capable, d'occuper lorsque la pression dans ladite deuxième chambre est supérieure à celle régnant dans la première, une position d'ouverture dans laquelle il maintient la soupape ouverte en écartant ledit obturateur de son siège et,

   lorsque la pression dans cette deuxième chambre est au plus égale à celle régnant dans la première, une position de fermeture dans laquelle il permet la fermeture de la soupape en laissant ledit obturateur libre de coopérer avec ledit siège, cet organe de commande étant pourvu d'au moins une béquille lui permettant d'appuyer à travers ledit siège sur ledit obturateur, lorsque ce dernier est en position de fermeture.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Soupape selon la revendication, caractérisée par le fait que ledit organe de commande comprend une partie cylindrique capable de coulisser librement dans un logement cylindrique de guidage coaxial audit siège, I'ajustage de cette partie cylindrique et de ce logement étant réalisé de manière que la fuite de gaz autour de cette partie cylindrique soit minime et donne lieu à un écoulement à perte de charge élevée.

   2. Soupape selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisée par le fait que ledit organe de commande comprend une seconde partie cylindrique coaxiale à la première capable de coulisser librement dans un guidage cylindrique ajouré situé dans ladite deuxième chambre.

   3. Soupape selon la revendication et les sous-revendications 1 à 2, caractérisée par le fait que ladite paroi souple est une rondelle dont la circonférence in térieure est insérée dans une rainure circulaire ménagée entre les premières et seconde parties cylindriques dudit organe de commande et dont la circonférence extérieure est insérée dans une rainure circulaire ménagée dans le corps de la soupap, les dimensions de ces rainures étant choisies de manière que cette rondelle y soit libre, l'étanchéité étant réalisée par la pression avec laquelle le gaz applique ces circonférences contre les lèvres de ces rainures.

   4. Soupape selon la revendication, caractérisée par le fait que ledit obturateur se meut dans une chambre de stabilisation cylindrique ménagée en amont dudit siège et coaxiale à ce dernier, la longueur et le diamètre de cette chambre étant choisis de manière à créer autour de l'obturateur un écoulement à symétrie cylindrique capable d'exercer sur cet obturateur une force tendant à appliquer ce dernier contre le siège, des moyens de guidage étant prévus pour imposer à cet obturateur une trajectoire coaxiale à ce siège.

   5. Soupape selon la revendication et les sous-revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que son corps est constitué par un boîtier dans lequel sont ménagés le siège, le fond de la chambre de stabilisation, les moyens de guidage de l'obturateur, le logement de guidage de l'organe de commande et la paroi fixe de la première chambre, ce boîtier comportant au moins trois tirants, dont l'un au moins est percé d'un canal destiné à mettre la première chambre en communication avec l'atmosphère, et un épaulement périphérique situé au droit de la première chambre, par un couvercle supérieur qui forme la paroi fixe de la deuxième chambre, et dans lequel est ménagé l'exutoire, ce couvercle supérieur étant pourvu d'un rebord périphérique destiné à coopérer avec l'épaulement du boîtier,

   et par un couvercle inférieur muni de trous dans lesquels les extrémités de ces tirants viennent se loger de manière étanche, de sorte que l'assemblage de cette soupape s'obtient en introduisant ledit organe de commande, muni de ladite rondelle, dans ce boîtier, en enfilant le rebord périphérique du couvercle supérieur sur l'épaulement périphérique de ce boîtier, en introduisant l'obturateur dans la chambre de stabilisation, et en introduisant et fixant les extrémités des tirants de ce boîtier dans les trous de ce couvercle inférieur.

   6. Soupape selon la revendication et les sous-renvendications 1 à 6, caractérisée par le fait que ledit couvercle supérieur comprend un flasque élastique capable de coopérer avec la face inférieure dudit chemin de glissement, que ledit couvercle inférieur comprend des moyens de fixation permettant de fixer la soupape dans la paroi inférieure de ladite enceinte, ledit flasque élastique étant pressé contre cette face inférieure du chemin de glissement, et ces moyens de fixation étant prévus de manière à assurer l'étanchéité entre cette enceinte et l'extérieur.

   7. Soupape selon la revendivation et les sous-revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la lèvre in férieure de la rainure ménagée sur ledit organe de commande comprend une arête circulaire destinée à coopérer avec l'extrémité dudit logement de guidage, de manière à empêcher, lorsque ledit organe de commande est en position d'ouverture, une suite dudit gat depuis ce logement vers ladite première chambre.

   8. Soupape selon la revendication, caractérisée par le fait que ledit obturateur est une sphère.

   9. Soupape selon la revendication, caractérisée par le fait qu'elle comprend un canal à faible section de passage établissant une communication entre ladite enceinte et l'espace compris entre ledit siège et ledit exutoire, cette communication donnant lieu à une minime fuite permanente de gaz, capable, lorsque l'exutoire est bouché, de créer dans la dite deuxième chambre une pression supérieure à la pression atmosphérique.