EP1065387B1 - Dispositif d'assemblage d'au moins deux éléments de commande par fluide sous pression - Google Patents

Dispositif d'assemblage d'au moins deux éléments de commande par fluide sous pression Download PDF

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EP1065387B1
EP1065387B1 EP00401770A EP00401770A EP1065387B1 EP 1065387 B1 EP1065387 B1 EP 1065387B1 EP 00401770 A EP00401770 A EP 00401770A EP 00401770 A EP00401770 A EP 00401770A EP 1065387 B1 EP1065387 B1 EP 1065387B1
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EP
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control elements
interface
faces
control
solenoid valves
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Jean Bonnefous
Benoít Sagot
Bruno Maraud
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Defontaine SA
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a device assembling at least two control elements by fluid under pressure and composed of an interface on which are fixed said control elements, which are essentially pneumatic.
  • the technical field of the invention is the field of the realization of control boxes of jacks actuating valves for industries agro-food and sanitary.
  • Such a control box comprises various elements such as electrical terminal blocks, detectors, electronic control modules control and regulation, as well as all types pressurized fluid control elements such as solenoid valves or electro-distributors which, in permitting or not the passage of a control fluid which is preferably compressed air, allow whether or not to open and / or close the valve concerned.
  • These control boxes are mounted usually directly on top of it for, on the one hand, simplify the overall assembly of the valve and decrease the lengths of the control lines and, on the other hand, to control, by means of any cams and sensors, the position of moving parts of the valve including a part, such as the rod end cylinder can thus exceed inside the housing.
  • valve cylinder control boxes intended for particular to the agri-food industries and sanitary facilities in which it can be accommodated at least two if not at least three or more elements of control such as solenoid valves, electro-distributors or any logic elements powered by fluid under pressure (as essentially pneumatic and that will be called in this description under the general denomination of 'elements of order "or more specifically by the term "solenoid valve”) in a small footprint and inside a volume of curved outer shape, such that a cylinder of revolution, and that without altering the flow performance of the control fluid of the cylinders Valve.
  • solenoid valves electro-distributors or any logic elements powered by fluid under pressure
  • One solution to the problem is a device of assembling at least two control elements for fluid under pressure and composed of an interface, on which are fixed said control elements and including the fluid circulation lines, which is preferably gas and even compressed air.
  • These pipelines connect in particular at least the feed and outlet ports of these elements of command that operate the opening and closing of at less a valve of a product transport circuit food.
  • said interface comprises minus two faces forming between them an angle included between 30 to 60 ° and in a particular mode of made of about 45 °, and able to receive each at least one of said control elements; at least one of said faces of said interface being suitable to receive at least two control elements.
  • these faces are located in radial planes, perpendicular to the tangents to the curve of the form outer housing in which we want to house the block interface: if this curve is a circle, and the case so is a cylinder of revolution, these faces are located in diametrical planes.
  • the result is a new device for assembling at least two control elements on an interface block that makes it possible to respond to the problem posed: in fact, by fixing at least two control elements on two distinct faces of the interface, and which form between them an angle corresponding in fact to the curvature of the outer shape of the housing in which we want to accommodate them, we can have said control elements closer to this outer shape thus occupying as small a footprint as possible; thus we release the rest of the interior space of said housing to dispose the other elements that constitute it and without having to reduce the size of the control elements, to ensure for example for solenoid valves an optimum flow such as 3, 66 X 10 -3 Nm 3 / sec for compressed air, and without increasing the size of the housing.
  • the assembly device is composed of an interface 1, on which are fixed said solenoid valves and comprising the circulation pipes 3, 4, 7 fluid (which is preferably compressed air) and connecting the feed and outlet ports of these to command the opening and closing of the valve 19; this being mounted on a circuit of pipeline for the transport of food products.
  • one of said faces 12 2 of the interface 1 is adapted to receive two solenoid valves 2, while the other face 12 1 receives one and has a notch 15 to allow the passage of a movable rod 183.
  • Said interface block 1 has three holes 9 between its upper face 13 and its lower face 14 to allow its attachment to the base or base 19 of the casing 17.
  • the two distinct faces 12 receiving said solenoid valves 2 are flat and form between them a predetermined angle ⁇ for the distal ends solenoid valves 2 fixed on said interface block 1 fit into the curved shape of the housing 17 and its base 19.
  • This angle can therefore be between 5 and 175 ° according to the respective size of said electrodes 2 of the interface block 1 and the housing 17, in fact preferably between 30 and 60 ° and such that shown in the enclosed embodiment of 45 ° about, control elements or solenoid valves 2 being arranged head to tail on both sides of the block interface 1.
  • the shape of the surface 16, which connects, on the side of their edge diverge, said faces 12 supporting the control elements 2 can be of any shape, such as a flat or curved or faceted face for also adapt better to the shape of the housing 17 while allowing the drilling of all piping 3, 4, 7 and fastening 9.
  • the upper face 13 and the lower face 14 of the interface 1 are parallel to each other and perpendicular to the faces 12 for fixing the control elements 2; said faces 12 can meet, forming the angle a along an edge perpendicular to said lower and upper faces, or be connected by another face 20, preferably perpendicular to one of the faces 12.
  • Said control elements 2 being also fixed perpendicularly both to these faces 12 and to the upper faces 13 and lower 14 through holes 10 1 and 10 2 made on said faces 12 converging / diverging.
  • All the orifices of the pipes 3, 4, 7 of circulation of fluid such as air or compressed gas, connecting the supply and discharge ports of said control elements 2 are therefore all located on the face lower 14 of said interface 1 but they could be arranged on one or more side faces.
  • This pneumatic interface 1 can be also completely integrated to the base 19 of the housing 1 and consisting of a monoblock piece produced by example by molding.
  • Said interface block 1 can be realized in all metallic materials, such as in particular in aluminum or plastic and following all known realization.
  • Another advantage of the present invention is that the assembly device can adapt to any type of control elements such as solenoid valves, and that the housing 17 which contains them can adapt to any existing valve that needs only to change only the housing without changing them.

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Description

La présente invention a pour objet un dispositif d'assemblage d'au moins deux éléments de commande par fluide sous pression et composé d'une interface sur laquelle sont fixés lesdits éléments de commande, qui sont essentiellement pneumatiques.
Le secteur technique de l'invention est le domaine de la réalisation des boítiers de contrôle de vérins actionnant des vannes destinées aux industries agro-alimentaires et sanitaires.
Un tel boítier de contrôle comporte divers éléments tels que des borniers électriques, des détecteurs, des modules électroniques de contrôle commande et de régulation, ainsi que tous types d'éléments de commande par fluide sous pression tels que des électrovannes ou électro-distributeurs qui, en autorisant ou non le passage d'un fluide de commande qui est préférentiellement de l'air comprimé, permettent d'actionner ou non l'ouverture et/ou la fermeture de la vanne concernée. Ces boítiers de contrôle sont montés généralement directement sur le dessus de celle-ci pour, d'une part, simplifier le montage d'ensemble de la vanne et diminuer les longueurs des canalisations de commande et, d'autre part, contrôler, grâce à tout dispositif de cames et de capteurs, la position des organes mobiles de la vanne dont une partie, telle que l'extrémité de tige de vérin peut ainsi dépasser à l'intérieur du boítier.
Dans les boítiers connus à ce jour, quand on doit y loger au moins deux éléments de commande extérieurs au bloc proprement dit sur lesquels ils sont fixés, tels que des électrovannes, soit on augmente leur taille (en hauteur ou en diamètre), ce qui est gênant car cela augmente l'encombrement général de la vanne, soit on diminue celle des électrovannes au détriment alors de leur section de passage du fluide de commande, ce qui pénalise la rapidité de commande de fermeture ou d'ouverture de la vanne.
L'espace disponible dans ces boítiers, de forme en général cylindrique, pour être en continuité avec la forme du corps de la vanne, est en effet limité du fait des nombreux éléments qu'il faut y loger : aussi quand on veut utiliser à ce jour au moins deux éléments de commande tels que deux électrovannes qui sont montées sur un bloc commun d'interface qui permet la circulation du fluide de commande, il est impossible, sans donc augmenter la taille du boítier ou diminuer celle des électrovannes, d'y disposer celles-ci avec leur bloc d'interface, car l'ensemble ainsi constitué représente un élément de forme générale parallélépipédique occupant un volume relativement important.
Par exemple le document brevet EP 0 142 281 présente un ensemble composé d' un dispositif d'assemblage d'au moins deux éléments de commande. Ce dispositif d'assemblage comporte une seule face adaptée à recevoir plusieurs éléments de commande et deux autres faces adaptées pour être reliées par des canalisations à des organes effecteurs tels que des vérins. Lorsqu'un élément de commande doit être ajouté sur un tel dispositif d'assemblage il est nécessaire :
  • d'augmenter la taille du dispositif ou plus précisement de la surface adaptée pour recevoir le nouvel élément de commande ou ;
  • de diminuer la taille des éléments de commande.
Le problème posé est de pouvoir réaliser de tels boítiers de contrôle de vérin de vanne, destinée en particulier aux industries agro-alimentaires et sanitaires, dans lesquels on puisse y loger au moins deux si ce n'est au moins trois ou plus d'éléments de commande tels que des électrovannes, électro-distributeurs ou tous éléments de logique alimentés par fluide sous pression (tel qu'essentiellement pneumatiques et que l'on appellera dans la présente description sous la dénomination générale d"'éléments de commande" ou plus spécifiquement par le terme "électrovanne") dans un encombrement réduit et à l'intérieur d'un volume de forme extérieure courbe, tel qu'un cylindre de révolution, et cela sans altérer les performances de débit du fluide de commande des vérins de vanne.
Une solution au problème posé est un dispositif d'assemblage d'au moins deux éléments de commande pour fluide sous pression et composé d'une interface, sur laquelle sont fixés lesdits éléments de commande et comportant les canalisations de circulation de fluide, qui est de préférence du gaz et même de l'air comprimé. Ces canalisations relient en particulier au moins les orifices d'alimentation et de sortie de ces éléments de commande qui actionnent l'ouverture et la fermeture d'au moins une vanne d'un circuit de transport de produits alimentaires.
Selon l'invention, ladite interface comporte au moins deux faces formant entre elles un angle a compris entre 30 à 60° et dans un mode particulier de réalisation de 45° environ, et aptes à recevoir chacune au moins un desdits éléments de commande ; au moins l'une desdites faces de ladite interface étant apte même à recevoir au moins deux éléments de commande. En fait ces faces sont situées dans des plans radiaux, perpendiculaires aux tangentes à la courbe de la forme extérieure du boítier dans lequel on veut loger le bloc interface : si cette courbe est un cercle, et le boítier est donc un cylindre de révolution, ces faces sont situées dans des plans diamétraux. Les autres faces qui les relient suivent bien entendu d'un côté cette forme extérieure dont elles constituent ainsi des cordes et de l'autre côté celle de sa partie centrale, donnant à la vue dudit bloc ou interface, dans un plan perpendiculaire auxdites faces, une forme générale triangulaire.
Le résultat est un nouveau dispositif d'assemblage d'au moins deux éléments de commande sur un bloc interface qui permet de répondre au problème posé : en effet, en fixant au moins deux éléments de commande sur deux faces distinctes de l'interface, et qui forment entre elles un angle correspondant en fait à la courbure de la forme extérieure du boítier dans lequel on veut les loger, on peut disposer lesdits éléments de commande au plus près de cette forme extérieure en occupant ainsi un encombrement le plus réduit possible ; ainsi on libère le reste de l'espace intérieur dudit boítier pour y disposer les autres éléments qui le constituent et cela sans avoir à diminuer la taille des éléments de commande, afin d'assurer par exemple pour des électrovannes un débit optimum tel que 3,66 X 10-3 Nm3/sec pour de l'air comprimé, et sans augmenter la taille du boítier.
Ainsi avec trois éléments de commande tels que des électrovannes assemblées suivant l'invention et assurant au moins le débit ci-dessus, on peut ainsi limiter les dimensions dudit boítier à un diamètre et une hauteur de 130 mm, alors que les boítiers, existant à ce jour et comportant au moins trois électrovannes de même débit, ont des hauteurs de l'ordre de 230 mm pour un diamètre de 180 mm, ce qui de plus en fait augmenter le prix. Pour rester dans des dimensions de 130 mm, aussi bien pour la hauteur que pour le diamètre, certains fabricants utilisent des électrovannes de débit plus faible, tel que 1,5 ou 1,66x10-3 Nm3/sec, ce qui altère les performances des vannes et est incompatible avec les exigences de rapidité des procédés de fabrication moderne des industries agro-alimentaires et sanitaires.
On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention mais ceux cités ci-dessus montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt. La description et les dessins ci-joints représentent un exemple de réalisation de l'invention pour lequel on a représenté un dispositif pour trois électrovannes mais ceci n'a aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et l'étendue de cette invention, en particulier en changeant les formes des faces ne portant pas les éléments de commande, en remplaçant les électrovannes représentées par un ou plusieurs autres éléments de commande, en augmentant le nombre de ces éléments de commande, tels que deux éléments de commande par face ou, au contraire, en en diminuant leur nombre avec un seul par face :
  • la figure 1 est une vue en perspective d'un bloc interface permettant de réaliser un dispositif d'assemblage suivant l'invention ;
  • la figure 2 est une vue de dessus d'un boítier de contrôle comportant divers éléments permettant le contrôle des vérins actionnant une vanne, dont en particulier le dispositif d'assemblage suivant l'invention ;
  • la figure 3 est une vue latérale et extérieure d'une face du bloc interface de la figure 1 et apte à recevoir deux électrovannes ;
  • la figure 4 est une vue de dessous du même bloc interface représenté sur les figures 1 et 3 ;
  • la figure 5 est une vue en coupe suivant V, V' dudit bloc interface représenté sur la figure 3 ;
  • la figure 6 est une vue en coupe suivant VI, VI' de la figure 3 du même bloc interface.
  • la figure 7 est une vue en perspective d'un boítier suivant la figure 2 et sans capot.
L'invention est tout particulièrement adaptée aux formes courantes des boítiers de contrôle commande 17 qui comportent :
  • une embase plate 19 habituellement circulaire, comportant tout moyen de fixation direct sur le dessus du vérin opérateur de la vanne, les connexions pneumatiques liées aux électrovannes 2, le presse étoupe ou le connecteur lié au raccordement des fonctions électriques ou électroniques intégrées à la vanne et sur laquelle sont fixés les éléments constitutifs dudit boítier 17 ;
  • un capot de fermeture habituellement cylindrique fixé de façon solide et étanche à l'embase 19 et réalisant la protection des éléments constitutifs du boítier de contrôle commande 17, qui est représenté en vue de dessus sur la figure 2 et en perspective sur la figure 7 mais sans son capot supérieur.
Grâce au dispositif de la présente invention, la forme extérieure dudit boítier qui est donc ici représenté par un cylindre peut être exactement de même diamètre que celui de la tête du corps du vérin opérateur de ladite vanne 19. Le volume intérieur déterminé par cette forme extérieure peut recevoir en effet sans qu'il soit nécessaire de les empiler en hauteur, les différents éléments constitutifs 2, 18 du boítier tels que :
  • non seulement lesdits éléments de commande 2 tels que des électrovannes ou électro-distributeurs, ou cellules logiques (incluant tout interrupteur d'arrêt d'urgence ou d'autre nature, des détecteurs de position essentiellement pneumatiques...), avec leur bloc interface 1,
  • mais également des borniers électriques des éléments électroniques tels que détecteurs, modules de contrôle commande et de régulation, le câblage électrique, tout en libérant des orifices de sortie de tige 183.
Le dispositif d'assemblage suivant l'invention et suivant la représentation des figures ci-jointes pour trois électrovannes 2, est composé d'une interface 1, sur laquelle sont fixées lesdites électrovannes et comportant les canalisations 3, 4, 7 de circulation de fluide (qui est de préférence de l'air comprimé) et reliant les orifices d'alimentation et de sortie de celles-ci pour commander l'ouverture et la fermeture de la vanne 19 ; celle-ci étant monté sur un circuit de canalisation pour le transport de produits alimentaires.
Selon la figure 3 l'une desdites faces 122 de l'interface 1 est apte à recevoir deux électrovannes 2, alors que l'autre face 121 n'en reçoit qu'une et comporte une échancrure 15 pour permettre le passage d'une tige mobile 183.
Ledit bloc d'interface 1 comporte trois perçages 9 entre sa face supérieure 13 et sa face inférieure 14 pour permettre sa fixation sur le socle ou embase 19 du boítier 17.
Les deux faces distinctes 12 recevant lesdites électrovannes 2 sont planes et forment entre elles un angle α prédéterminé pour que les extrémités distales des électrovannes 2 fixées sur ledit bloc interface 1 s'inscrivent dans la forme courbe du boítier 17 et de son embase 19. Cet angle a peut donc être compris entre 5 et 175° suivant la taille respective desdites électrodes 2 du bloc interface 1 et du boítier 17, soit en fait de préférence entre 30 et 60° et tel que représenté sur le mode de réalisation ci-joint de 45° environ, les éléments de commande ou électrovannes 2 étant disposés tête-bêche de part et d'autre du bloc interface 1.
La forme de la surface 16, qui relie, du côté de leur bord divergent, lesdites faces 12 supportant les éléments de commande 2 peut être de forme quelconque, telle qu'une face plane ou courbe ou à facettes pour s'adapter également au mieux à la forme du boítier 17 tout en permettant le perçage de l'ensemble des canalisations 3, 4, 7 ainsi que de fixation 9.
La face supérieure 13 et la face inférieure 14 de l'interface 1 sont parallèles entre elles et perpendiculaires aux faces 12 de fixation des éléments de commande 2 ; lesdites faces 12 peuvent se rejoindre, en formant l'angle a, suivant une arête perpendiculaire auxdites faces inférieure et supérieure, ou être reliées par une autre face 20, de préférence perpendiculaire à l'une des faces 12. Lesdits éléments de commande 2 étant également fixés perpendiculairement à la fois à ces faces 12 et aux faces supérieure 13 et inférieure 14 grâce à des perçages 101 et 102 réalisés sur lesdites faces 12 convergentes/divergentes.
En ce qui concerne les canalisations 3, 4, 7 de circulation du fluide, tel que l'air comprimé, dans le bloc interface 1, leurs sections de passage sont aptes à assurer un débit d'air d'au moins de 3,33 X 10-3 Nm3/sec pour chaque électrovanne 2 avec une pression de service de 6 bars, à une température comprise entre -40 et 130°C et dans une ambiance très humide :
  • un réseau de canalisations 3 unique d'échappement du fluide relie les orifices de sortie des éléments de commande tels que les électrovannes vers un seul orifice 5 d'échappement situé sur la base inférieure 14 de l'interface 1 comme représenté sur la figure 5 ;
  • un seul réseau de canalisation 7 d'alimentation relie tous les orifices d'alimentation en air comprimé desdits éléments de commande tels que des électrovannes 2 depuis un orifice unique 8 d'alimentation situé également sur la face inférieure 14 du bloc interface 1 ;
  • par contre, chaque élément de commande tel qu'une électrovanne 2 est associée à un circuit de canalisation 4 propre à chaque élément de commande et qui débouche sur un orifice 6 correspondant situé également sur la face inférieure 4 du bloc interface 1 (voir figure 6).
Les étanchéités pneumatiques des orifices des canalisations 3, 4, 7 de circulation de fluide, et qui sont des critères de sécurité essentiels, sont assurées par des joints spécifiques à la fonction associée pour chaque orifice :
  • côté éléments de commande 2, tels que des électrovannes, sur les faces 121 et 122 qui les reçoivent par les joints spécifiques plats de chaque élément de commande tel qu'électrovanne 2 ;
  • sur l'embase 19 du boítier 17 par une série de joints toriques logés dans des lamages préparés pour cela autour des orifices 5, 61, 62 et 8, de l'interface 1 ou par un joint plat spécifique à liséré.
Tous les orifices des canalisations 3, 4, 7 de circulation de fluide tels que air ou gaz comprimé, reliant les orifices d'alimentation et de sortie desdits éléments de commande 2 sont donc tous situés sur la face inférieure 14 de ladite interface 1 mais ils pourraient être disposés sur une ou plusieurs face latérales.
Cette interface pneumatique 1 peut être également complètement intégrée à la base 19 du boítier 1 et constituée d'une pièce monobloc réalisée par exemple par moulage.
Le perçage de l'ensemble des canalisations de circulation de fluide dans le bloc interface 1 est réalisé à partir de chaque face dudit bloc ; ainsi celles adjacentes aux faces 12 recevant les éléments de commande, tels que les électrovannes 2, sont de préférence perpendiculaires à celles-ci pour permettre de réaliser des perçages 111 de jonction entre certains conduits intérieurs, et dont les orifices externes 112 sont ensuite rebouchés (voir figures 5 et 6).
Ledit bloc interface 1 peut être réalisé dans tous matériaux métalliques, tels qu'en particulier en aluminium ou en plastique et suivant tous procédés de réalisation connue.
Un autre avantage de la présente invention est que le dispositif d'assemblage peut s'adapter à tout type d'éléments de commande tels que des électrovannes, et que le boítier 17 qui les contient peut s'adapter à toute vanne existante dont il suffit alors de changer seulement le boítier sans modifier celles-ci.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée à l'exemple que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (9)

  1. Dispositif d'assemblage d'au moins deux éléments de commande (2) pour fluide sous pression composé d'une interface (1) sur laquelle sont fixés lesdits éléments de commande et comportant les canalisations (3, 4, 7) de circulation du fluide reliant au moins les orifices d'alimentation et de sortie de ces éléments de commande, caractérisé en ce que ladite interface (1) comporte au moins deux faces (12) formant entre elles un angle α compris entre 30 et 60° et recevant chacune au moins un desdits éléments de commande (2).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments de commande (2) sont des électrovannes qui commandent l'ouverture et la fermeture d'au moins une vanne d'un circuit de transport de produit alimentaire.
  3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une desdites faces (12) de l'interface (1) est apte à recevoir au moins deux éléments de commande (2).
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'angle a est de l'ordre de 45°.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif est du type pneumatique.
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les sections de passage des canalisations (3, 4, 7) de circulation du fluide dans l'interface (1) sont aptes à assurer un débit d'air d'au moins 3,33 X 10-3 m3/sec pour chaque élément de commande (2).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite interface (1) comporte un seul réseau de canalisation unique pour l'alimentation (7) desdits éléments de commande (2) et un autre réseau de canalisation unique (3) pour l'échappement dudit fluide.
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que tous les orifices des canalisations (3, 4, 7) de circulation de fluide reliant les orifices d'alimentation et de sortie desdits éléments de commande (2) sont situés sur la face inférieure (14) de ladite interface (1), ladite face inférieure (14) étant perpendiculaire aux faces (12) recevant les éléments de commande (2).
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'ensemble des orifices des canalisations (3, 4, 7) de circulation de fluide comporte des joints d'étanchéité spécifiques à la fonction assurée par chacun desdits orifices.
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