EP1802901A1 - Vanne de distribution et de regulation de fluide et systeme de fourniture de gaz provenant de deux sources comprenant une telle valve - Google Patents

Vanne de distribution et de regulation de fluide et systeme de fourniture de gaz provenant de deux sources comprenant une telle valve

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EP1802901A1
EP1802901A1 EP05800488A EP05800488A EP1802901A1 EP 1802901 A1 EP1802901 A1 EP 1802901A1 EP 05800488 A EP05800488 A EP 05800488A EP 05800488 A EP05800488 A EP 05800488A EP 1802901 A1 EP1802901 A1 EP 1802901A1
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EP
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valve
sources
drive shaft
movable
user station
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Withdrawn
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EP05800488A
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German (de)
English (en)
Inventor
Jean Arnault
Jean-Michel Cazenave
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Publication date
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F16K11/0704—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides comprising locking elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K31/047—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/52—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam
    • F16K31/523—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam comprising a sliding valve

Definitions

  • the present invention relates to fluid distribution and control valves of the type comprising a valve body defining at least three internal zones each connectable to an external fluid circuit and a movable structure movable between a first and a second opposite position by a servo electric motor having a drive shaft and biased by an elastic member to the first position.
  • the mobile structure in the absence of control or in case of loss of power supply, the mobile structure is positioned and maintained in said first position by the elastic return member, which limits the "rest" configurations fluid system incorporating such a valve.
  • the object of the present invention is to propose a simple, reliable and robust configuration valve which makes it possible to maintain the valve in an additional rest position and consequently usable as a monostable and / or bistable operating valve which is particularly suitable for dispensing fluids. from two different sources.
  • the movable structure is connected to the drive shaft by a linkage movable by the motor to an extreme position where it cooperates in engagement with a stationary member opposing the action of the elastic member.
  • the linkage comprises a rod connected in an articulated manner to the movable structure and shaped to cooperate in abutment with the stationary member, typically constituted by the drive shaft in said extreme position of the crankshaft.
  • Another object of the present invention is to propose a system for supplying at least one user station with gas coming from two sources, incorporating a valve as defined above, including said three zones. internal are respectively connected to said gas sources and the user station.
  • this gas supply system is an on-board system for supplying respiratory gas to at least one respiratory mask of an occupant of a vehicle, in particular an air vehicle, the gas sources containing the oxygen or a mixture enriched with oxygen.
  • FIG. 1 is a schematic view in a horizontal longitudinal sectional plane of an embodiment of a valve according to the invention.
  • FIG. 1 is a vertical longitudinal sectional view of the valve of Figure 1.
  • the dispensing and regulating valve is arranged in a fluid supply and distribution system making it possible to feed at least one user station 7 connected to the zone 4 from at least two sources.
  • pressure fluid 8 and 9 respectively connected to the zones 3 and 5.
  • the user station 7 consists of at least one breathing mask of one of the crew members of a motor vehicle, typically an aircraft and the oxygen sources 8 and 9 consist respectively of pressurized oxygen bottles Si and an onboard separation apparatus S2 air oxygen, commonly referred to as a concentrator or designated by the acronym OBOGS.
  • valve spool 1 is connected to the drive shaft 10 of the motor 2 by a linkage formed, in the example shown, of a rod 11 having an end connected in an articulated manner ( axis 12) to the valve spool 1 and another end hingedly connected (axis 13) to a crank pin 14 secured to the drive shaft 10.
  • the link 11 comprises, on its right-hand side, close to the axis 13, an arcuate zone defining internally a bearing edge 15 substantially orthogonal to the sliding axis of the slide 1
  • the drive shaft 10 of the motor 2 is located slightly below this longitudinal axis of the spool 1 so that, in the extreme position of displacement to the right Il / Ml of the valve spool 1, as shown in fine line in the figure, the hinge axis 13 between the link 11 and the crankpin 14 is located to the right of the vertical axis of the drive shaft 10, the travel of the valve spool 1 being normally modulated between the extreme position left shown in full lines in Figure 2 and a far right position with the axis 13 in the high position 13 M shown in Figure 2, where the valve spool can be permanently brought to the extreme left position under the spring return effect 6, notamm in case of loss of power supply to the engine 2.
  • the extreme right position of the valve spool 1 can also be obtained by actuating the drive shaft beyond the position 13 M of the axis 13 to bring it to a position 13m below the 10 axis with the abutment edge 15 then bearing against the latter.
  • the return spring 6 is inoperative and the valve spool remains in the far right position Il / Ml from where it can be moved only under the effect of a control, levogyre in Figure 2, of the engine 2.
  • This arrangement is particularly useful in the case of an on-board respiratory air supply system for at least one occupant of a device flywheel where the source 8 connected to the left zone 3 is constituted by pressurized oxygen bottles Si and where the source 9, connected to the right zone 5, is constituted by an onboard separator OBOGS S 2 .
  • the valve structure is positioned in extreme right configuration 13m, a power loss does not prevent the maintenance of the valve structure in the far right position closing the zone 3 and therefore , Si bottles
  • the valve structure typically operates between 13 ⁇ and 13 M positions so that, in case of loss of power, where the OBOGS becomes inoperative, the valve passes safely in far left position maintaining the communication between the bottles 8 and the masks 7 and isolating the OBOGS.
  • valve can be adapted to single-channel two-position single valve configurations, where one of the two inputs is closed, or to four-way / two-position valve configurations.
  • extreme left-hand position of the valve when electrically powered, may allow flow or fluid pressure regulation between the source 8 and the user station 7.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Safety Valves (AREA)

Abstract

Le tiroir de valve (1) établissant des communications sélectives entre les zones internes (3 - 5) dans le corps de valve (C) et mobile entre des positions extrême gauche et droite sous la commande d'un servo-moteur électrique dont l'axe (10), relié au tiroir de valve par un embiellage (11, 14) dont la biellette (11) est conformée pour présenter une arête de butée (15) coopérant avec l'axe (10) dans une position extrême (13<sub

Description

VANNE DE DISTRIBUTION ET DE REGULATION DE FLUIDE ET SYSTEME DE FOURNITURE DE GAZ PROVENANT DE DEUX SOURCES COMPRENANT UNE TELLE VALVE
La présente invention concerne les valves de distribution et de régulation de fluide du type comprenant un corps de valve définissant au moins trois zones internes connectables chacune à un circuit de fluide extérieur et une structure mobile déplaçable entre une première et une deuxième positions opposées par un servo-moteur électrique ayant un axe d'entraînement et sollicitée par un organe élastique vers la première position.
Une valve de ce type est décrite dans le document EP-A-499505, au nom de la demanderesse.
Dans ce type de vanne, en l'absence de commande ou en cas de perte d'alimentation électrique, la structure mobile est positionnée et maintenue dans ladite première position par l'organe élastique de rappel, ce qui limite les configurations « de repos » du système de fluide incorporant une telle valve.
La présente invention a pour objet de proposer une valve de configuration simple, fiable et robuste, permettant de maintenir la vanne dans une position de repos supplémentaire et utilisable en conséquence comme valve à fonctionnement monostable et/ou bistable convenant tout particulièrement à la distribution de fluides provenant de deux sources différentes.
Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, la structure mobile est reliée à l'axe d'entraînement par un embiellage déplaçable par le moteur vers une position extrême où il coopère en engagement avec un organe stationnaire s'opposant à l'action de l'organe élastique.
Selon une caractéristique plus particulière de l'invention, l'embiellage comporte une biellette reliée de façon articulée à la structure mobile et conformée pour coopérer en butée avec l'organe stationnaire, typiquement constitué par l'axe d'entraînement dans ladite position extrême de l'embiellage.
La présente invention a pour autre objet de proposer un système de fourniture à au moins un poste utilisateur de gaz provenant de deux sources, incorporant une valve telle que précédemment définie, dont lesdites trois zones internes sont reliées respectivement aux dites sources de gaz et au poste utilisateurs.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, ce système de fourniture de gaz est un système embarqué de fourniture de gaz respiratoire à au moins un masque respiratoire d'un occupant d'un véhicule, notamment aérien, les sources de gaz contenant de l'oxygène ou un mélange enrichi en oxygène.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de mode de réalisation, donnée à titre illustrât if mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique dans un plan de coupe longitudinal horizontal d'un mode de réalisation d'une valve selon l'invention ; et
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale verticale de la valve de la figure 1.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, on reconnaît les caractéristiques générales d'une valve de distribution et de régulation de fluide selon le document EP-A-499505 susmentionné, comportant, essentiellement, une structure mobile ou tiroir de valve 1 déplaçable, sous la commande d'un servo¬ moteur électrique 2, dans des portées alignées de cloisons transversales séparant des zones ou chambres internes 3, 4 et 5, formées dans un corps de valve C deux zones adjacentes étant hermétiquement séparées l'une de l'autre ou communiquant l'une avec l'autre selon la position du tiroir mobile 1 , comme détaillé dans le document susmentionné. Le tiroir de valve 1 est sollicité dans la position vers la gauche sur les dessins par un ressort 6 s'étendant dans le tiroir entre la partie droite de ce dernier et l'extrémité gauche du corps C.
Selon un aspect de l'invention, la valve de distribution et de régulation est disposée dans un système de fourniture et de distribution de fluide permettant d'alimenter au moins un poste utilisateur 7 relié à la zone 4 à partir d'au moins deux sources de fluide sous pression 8 et 9 reliées respectivement aux zones 3 et 5. Plus spécifiquement, le poste utilisateur 7 est constitué d'au moins un masque respiratoire d'un des membres d'équipage d'un véhicule automobile, typiquement un aéronef et les sources d'oxygène 8 et 9 sont constituées respectivement de bouteilles d'oxygène sous pression Si et d'un appareil embarqué de séparation d'oxygène de l'air S2, communément appelé concentrateur ou désigné par l'acronyme OBOGS.
Selon un aspect de l'invention, le tiroir de valve 1 est relié à l'axe d'entraînement 10 du moteur 2 par un embiellage constitué, dans l'exemple représenté, d'une biellette 11 ayant une extrémité reliée de façon articulée (axe 12) au tiroir de valve 1 et une autre extrémité reliée de façon articulée (axe 13) à un maneton 14 solidaire de l'axe d'entraînement 10.
Comme on le voit mieux sur la figure 2, la biellette 11 comporte, sur sa partie droite, voisine de l'axe 13, une zone en arc définissant intérieurement une arête d'appui 15 sensiblement orthogonale à l'axe de coulissement du tiroir 1. L'axe d'entraînement 10 du moteur 2 est situé légèrement au dessous de cet axe longitudinal du tiroir 1 de façon que, dans la position extrême de déplacement vers la droite Il/Ml du tiroir de valve 1 , comme représenté en trait fin sur la figure, l'axe d'articulation 13 entre la biellette 11 et le maneton 14 soit situé à la droite de la verticale de l'axe d'entraînement 10, la course du tiroir de valve 1 étant normalement modulée entre la position extrême gauche représentée en trait plein sur la figure 2 et une position extrême droite avec l'axe 13 dans la position haute 13M représentée sur la figure 2, d'où le tiroir de valve peut être en permanence ramené en position extrême gauche sous l'effet du ressort de rappel 6, notamment en cas de perte d'alimentation électrique du moteur 2.
Selon l'invention, la position extrême droite du tiroir de valve 1 peut également être obtenue en actionnant l'axe d'entraînement au delà de la position 13M de l'axe 13 pour l'amener dans une position 13m au dessous de l'axe 10 avec l'arête de butée 15 portant alors contre ce dernier. Dans cette position, en cas de perte de l'alimentation électrique, le ressort de rappel 6 est inopérant et le tiroir de valve reste dans la position extrême droite Il/Ml d'où il ne peut être déplacé que sous l'effet d'une commande, lévogyre sur la Figure 2, du moteur 2.
Pour revenir à la configuration normale de fonctionnement, il suffit en effet d'actionner l'axe d'entraînement 10 pour ramener l'axe 13 dans la position 13n ou vers la gauche, vers la position extrême gauche 13ι avec assistance du ressort de rappel 6.
Cet agencement est particulièrement utile dans le cas d'un système embarqué de fourniture d'air respiratoire à au moins un occupant d'un appareil volant où la source 8 reliée, à la zone de gauche 3, est constituée par des bouteilles d'oxygène sous pression Si et où la source 9, reliée à la zone de droite 5, est constituée par un séparateur embarqué OBOGS S2.
Ainsi, l'appareil étant au sol, la structure de valve est positionnée en configuration extrême droite 13m, une perte d'alimentation électrique n'empêchant pas le maintien de la structure de valve dans la position extrême droite fermant la zone 3 et, donc, les bouteilles S-i. Par contre, en vol, la structure de valve opère typiquement entre les positions 13ι et 13M de sorte que, en cas de perte d'alimentation électrique, où l'OBOGS devient inopérant, la valve passe en sécurité en position extrême gauche maintenant la communication entre les bouteilles 8 et les masques 7 et isolant l'OBOGS.
Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée mais est susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après. En particulier, la valve peut être adaptée à des configurations de vanne simple mono-voie à deux positions, où l'une des deux entrées est fermée, ou à des configurations de vanne quatre voies / deux positions. De plus, la position extrême gauche de la vanne, lorsqu'elle est alimentée électriquement, peut permettre une régulation de débit ou de pression de fluide entre la source 8 et le poste utilisateur 7.

Claims

REVENDICATIONS
1. Valve de distribution et de régulation de fluide, comprenant un corps de valve (C) définissant au moins trois zones internes (3, 4, 5) connectables chacune à un circuit de fluide extérieur (8, 7, 9) et une structure mobile (1 ) déplaçable entre une première position et une deuxième position opposées par un servo-moteur électrique ayant un axe d'entraînement (10) et sollicité par un organe élastique (6) vers la première position, caractérisée en ce que la structure mobile (1 ) est reliée à l'axe d'entraînement (10) par un embiellage (11 , 14) déplaçable par le moteur d'entraînement (2) vers une position extrême (13m) où il coopère en engagement (15) avec un organe stationnaire (10) s'opposant à l'action de l'organe élastique
(6).
2. Valve selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'embiellage comporte une biellette (11) reliée de façon articulée (12) à la structure mobile (1 ) et conformée pour coopérer en butée (15) avec l'organe stationnaire (10) dans ladite position extrême (13m).
3. Valve selon la revendication 2, caractérisée en ce que la biellette (11) est reliée de façon articulée (13) à un maneton (14) solidaire de l'axe d'entraînement (10), l'organe stationnaire étant constitué par ledit axe d'entraînement.
4. Système de fourniture de gaz provenant de deux sources (8, 9) à au moins un poste utilisateur (7), comprenant une valve selon l'une des revendications précédentes dont lesdites trois zones internes (3, 4, 5) sont reliées respectivement aux dites sources (8, 9) et au dit poste utilisateur (7).
5. Système embarqué de fourniture de gaz respiratoire selon la revendication 4 dans lequel le poste utilisateur (7) est un masque respiratoire, les sources de gaz (8, 9) contenant de l'oxygène.
6. Système embarqué selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'une (9) des sources est constituée par un appareil de séparation de l'oxygène de l'air.
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