FR2528933A1

FR2528933A1 - TWO-POSITION FLUID CONTROL VALVE

Info

Publication number: FR2528933A1
Application number: FR8309965A
Authority: FR
Inventors: Leroy B Johnson
Original assignee: Schmelzer Corp
Current assignee: Schmelzer Corp
Priority date: 1982-06-16
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1983-12-23
Also published as: FR2528933B1; CA1195587A; DE3321937A1

Abstract

In a two-position control valve (10), a body part (20) with a control face and a sliding part (22) are provided, which sliding part (22) has a seal (34), supported by the body part (20), for a sliding movement relative to the control face and forms a control chamber (36) which connects selected control connections of a multiplicity of control connections (13, 14, 16) to one another.

Description

L'invention concerne les valves de commande de fluide , et plus particulièrement une valve à deux positions. The invention relates to fluid control valves, and more particularly to a two-position valve.

Il existe un besoin en valves simples, économiques, à deux positions, du type à curseur. Les valves actuelles, m & e lorsqu'elles sont conçues pour de basses pressions, comprennent un grand nombre de pièces les rendant complexes et coûteuses à fabriquer et à entretenir. There is a need for simple, economical, two-position valves of the slider type. Current valves, even when designed for low pressures, include a large number of parts making them complex and expensive to manufacture and maintain.

L'invention a pour objet une valve simple à deux positions comportant un nombre minimal de pièces. L'invention a également pour objet une valve à deux positions qui est maintenue dans l'une, choisie, de ses deux positions possibles. L'invention a pour autre objet une valve à deux positions dans laquelle la distribution entre certains, choisis, des orifices d'entrée et de commande est réalisée au moyen d'un élément d'obturation simple et aisément disponible. The invention relates to a simple valve with two positions comprising a minimum number of parts. The invention also relates to a two-position valve which is held in one, chosen, of its two possible positions. Another subject of the invention is a two-position valve in which the distribution between certain, selected, inlet and control orifices is carried out by means of a simple and readily available closure element.

Les objectifs de l'invention sont réalisés par une valve à deux positions comportant un corps qui présente une surface plane de commande à laquelle un orifice d'alimentation ou d'entrée et des orifices de commande communiquent. Un curseur est porté par le corps afin de pouvoir se déplacer par rapport à la surface plane vers l'une, choisie, de deux positions. Le curseur porte un élément d'obturation qui se déplace avec lui et qui est en contact de glissement avec la surface de commande afin de former une chambre de commande lorsque la valve est dans l'une de ses deux positions choisies. Le curseur peut être déplacé par une manette actionnée manuellement afin d'être placé dans l'une de ses deux positions choisies.Dans une première des positions, l'orifice d'alimentation est en communication avec un premier orifice de commande, et dans une seconde position du curseur, l'orifice d'alimentation est en communication avec un autre orifice de commande. La manette et le curseur sont disposés de manière qu'un ressort sollicite continuellement le curseur vers une position de contact étanche et de glissement avec la surface de commande lorsque le curseur est dans l'une de ses deux positions choisies. Le ressort produit également une action de genouillère qui maintient la valve dans l'une des deux positions choisies. Pour empêcher tout déplacement accidentel de la valve à partir de sa position choisie, la manette comporte un encliquetage qui la maintient de façon amovible dans l'une de-ses deux positions de commande. The objectives of the invention are achieved by a two-position valve comprising a body which has a planar control surface to which a supply or inlet orifice and control orifices communicate. A cursor is carried by the body in order to be able to move relative to the planar surface towards one, chosen, of two positions. The cursor carries a closure element which moves with it and which is in sliding contact with the control surface in order to form a control chamber when the valve is in one of its two chosen positions. The cursor can be moved by a manually actuated joystick in order to be placed in one of its two chosen positions. In a first position, the feed port is in communication with a first control port, and in a second position of the cursor, the supply port is in communication with another control port. The lever and the cursor are arranged so that a spring continuously biases the cursor towards a position of sealed contact and sliding with the control surface when the cursor is in one of its two chosen positions. The spring also produces a toggle action which keeps the valve in one of the two chosen positions. To prevent any accidental movement of the valve from its chosen position, the handle has a snap which removably keeps it in one of its two control positions.

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel :
- la figure 1 est une coupe longitudinale de la valve à deux positions selon l'invention
- la figure 2 est une vue en perspective éclatée de la valve représentée sur la figure i
- la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 1 ;
- la figure 4 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 3, montrant une autre condition de fonctionnement ; et
- la figure 5 est une coupe partielle suivant la ligne 5-5 de la figure 3.The invention will be described in more detail with reference to the attached drawing by way of nonlimiting example and in which:
- Figure 1 is a longitudinal section of the two-position valve according to the invention
- Figure 2 is an exploded perspective view of the valve shown in Figure i
- Figure 3 is a partial section along line 3-3 of Figure 1;
- Figure 4 is a partial section, similar to that of Figure 3, showing another operating condition; and
- Figure 5 is a partial section along line 5-5 of Figure 3.

La valve à deux positions selon l'invention, indiquée en 10, est conçue particulièrement pour commander l'écoulement d'un fluide d'une source 12, à travers un orifice d'entrée 13, vers l'un, choisi, d'orifices 14 et 16 de commande qui, dans le cas présent, sont représentés comme étant raccordés par des conduites aux extrémités opposées d'un actionneur linéaire 18 à double effet. The two-position valve according to the invention, indicated in 10, is designed in particular to control the flow of a fluid from a source 12, through an inlet orifice 13, towards one, chosen, of control orifices 14 and 16 which, in the present case, are shown as being connected by pipes at opposite ends of a double-acting linear actuator 18.

La valve 10 comprend un corps 20 supportant un curseur 22 mobile d'une position à l'autre sous l'action d'une manette 24 manoeuvrée à la main. Le corps 20 présente un évidement ouvert 26 qui reçoit et guide le curseur 22 pendant son mouvement. L'évidement 26 comporte un fond sensiblement rectangulaire qui présente une surface plane 28 de commande. L'orifice 13 d'alimentation et les orifices 14 et 16 de commande débouchent à la surface plane 28 de commande. The valve 10 comprises a body 20 supporting a slider 22 movable from one position to the other under the action of a lever 24 operated by hand. The body 20 has an open recess 26 which receives and guides the cursor 22 during its movement. The recess 26 has a substantially rectangular bottom which has a flat control surface 28. The supply orifice 13 and the control orifices 14 and 16 open onto the planar control surface 28.

Comme représenté sur la figure 1, le curseur 22 sensiblement en forme de coupelle, présente une surface inférieure 30 qui est réalisée d'une seule pièce avec un anneau 32 de distribution de forme rectangulaire. As shown in FIG. 1, the cursor 22, substantially in the form of a cup, has a lower surface 30 which is produced in one piece with a distribution ring 32 of rectangular shape.

L'anneau 32 de distribution assume la fonction d'un support pour le périmètre intérieur d'un organe 34 d'obturation-.The distribution ring 32 assumes the function of a support for the internal perimeter of a shutter member 34.

Cet organe 34 se présente sous la forme d'un joint torique qui est étiré sur le pdrimètre extérieur de l'anneau rectangulaire 32 de distribution. Dans la position représentée sur la figure 1, l'organe 34 d'obturation est en contact avec la surface 28 de commande et il définit une chambre mobile 36 de commande formée entre le fond du curseur 22 et la surface 28 de commande. Dans la position représentée sur la figure 3, la chambre 36 de commande est disposée de manière que l'orifice 13 d'alimentation et l'orifice 14 de commande communiquent l'un avec l'autre par l'intermédiaire de cette chambre 36 de commande. Sur la figure 4, la chambre 36 de commande fait communiquer l'autre orifice 16 de commande avec l'orifice 13 d'alimentation.This member 34 is in the form of an O-ring which is stretched over the external perimeter of the rectangular distribution ring 32. In the position shown in Figure 1, the shutter member 34 is in contact with the control surface 28 and it defines a movable control chamber 36 formed between the bottom of the slider 22 and the control surface 28. In the position shown in FIG. 3, the control chamber 36 is arranged so that the supply orifice 13 and the control orifice 14 communicate with each other via this chamber 36 of ordered. In FIG. 4, the control chamber 36 communicates the other control orifice 16 with the supply orifice 13.

Le curseur 22 est réalisé d'une seule pièce avec un alvéole 40 qui reçoit une saillie 42 située d l'extrémité de la manette 24. Cette dernière est montée de façon à pouvoir pivoter sur un axe 44 dont les extrémités opposées sont supportées par une patte 46 et une paroi opposée 48 réalisées avec le corps 20. L'axe 44 supporte également deux bagues 50 situées de part et d'autre de la manette 24 afin de la maintenir centrée entre la patte 46 et la paroi 48. La manette 24 présente des surfaces opposées 52 formant un siège pour une extrémité d'un ressort 54 de compression dont l'extrémité opposée est logée dans le curseur 22 sensiblement en forme de coupelle, autour de l'alvéole 40. Le ressort 54 agit entre le siège 52 et le curseur 22 afin de tendre à maintenir ce dernier et l'organe 34 d'obturation contre la surface 28 de commande. The slider 22 is made in one piece with a cell 40 which receives a projection 42 located at the end of the lever 24. The latter is mounted so as to be able to pivot on an axis 44 whose opposite ends are supported by a tab 46 and an opposite wall 48 produced with the body 20. The axis 44 also supports two rings 50 located on either side of the lever 24 in order to keep it centered between the tab 46 and the wall 48. The lever 24 has opposite surfaces 52 forming a seat for one end of a compression spring 54, the opposite end of which is housed in the cursor 22 substantially in the form of a cup, around the cell 40. The spring 54 acts between the seat 52 and the slider 22 in order to tend to hold the latter and the shutter member 34 against the control surface 28.

Le corps 20 et le curseur 22 comportent des cames complémentaires se présentant sous la forme de parties 56 de came situées sur le corps 20 et de parties 58 de came situées sur le curseur 22. Les parties 56 de came s'élèvent au-dessus de la surface 28 de commande le long des parois longitudinales opposées 60 de l'évidement 26, comme montré sur les figures 3 et 4. Les parties 58 de came sont formées sur le fond du curseur 22, le long de ses cotés opposés, à proximité de la paroi 60 du corps 20. The body 20 and the slider 22 have complementary cams in the form of parts 56 of the cam located on the body 20 and parts 58 of the cam located on the slider 22. The parts 56 of the cam rise above the control surface 28 along the opposite longitudinal walls 60 of the recess 26, as shown in FIGS. 3 and 4. The cam parts 58 are formed on the bottom of the slider 22, along its opposite sides, near of the wall 60 of the body 20.

Dans la position initiale de la valve 10 telle que montrée sur les figures 1 et 3, le curseur 22 occupe une première position située à gauche, dans laquelle les parties 56 et 58 de came sont rapprochées. Lors d'un mouvement de la manette 24 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, autour de l'axe 44 de pivotement comme montré sur la figure 1, le curseur 22 se déplace vers la droite et les parties 56 et 58 de came entrent en contact afin de soulever le curseur 22 contre la force de rappel du ressort 54, jusqu'à ce que la partie 58 de came passe du côté gauche au c8té droit de la partie 56 de came afin que le curseur 22 prenne une seconde position illustrée sur la figure 4. Dans la première position montrée sur la figure 3, l'orifice 13 d'alimentation et l'orifice 14 de commande sont en communication. Pendant le mouvement du curseur 22 entre ses première et seconde positions, comme montré sur les figures 3 et 4, respectivement, le curseur 22 s'élève sous l'action des parties de came complémentaires 56 et 58 et il reste parallèle à la surface 28 de commande jusqu'à ce qu'il atteigne sa seconde position. In the initial position of the valve 10 as shown in FIGS. 1 and 3, the slider 22 occupies a first position situated on the left, in which the parts 56 and 58 of the cam are brought together. During a movement of the lever 24 in the opposite direction to that of the needles of a watch, around the pivot axis 44 as shown in FIG. 1, the cursor 22 moves to the right and the parts 56 and 58 of cam come into contact in order to raise the cursor 22 against the return force of the spring 54, until the part 58 of cam passes from the left side to the right side of the part 56 of cam so that the cursor 22 takes a second position illustrated in Figure 4. In the first position shown in Figure 3, the supply port 13 and the control port 14 are in communication. During the movement of the cursor 22 between its first and second positions, as shown in FIGS. 3 and 4, respectively, the cursor 22 rises under the action of the complementary cam parts 56 and 58 and it remains parallel to the surface 28 until it reaches its second position.

Le corps 20 et le curseur 22 peuvent être réalisés en une matière plastique armée de fibres de verre, par exemple deux tiers de "Nylon" et un tiers de fibres de verre, en volume. Le corps 20 peut comporter des brides 62 présentant des ouvertures 64 destinées à recevoir des boulons de montage pour la fixation du corps 20 en position d'utilisation. The body 20 and the slider 22 can be made of a plastic material reinforced with glass fibers, for example two thirds of "Nylon" and one third of glass fibers, by volume. The body 20 may include flanges 62 having openings 64 intended to receive mounting bolts for fixing the body 20 in the position of use.

Pour expliquer le fonctionnement de la valve 10, on peut supposer qu'elle est montée dans un véhicule à moteur et que la source 12 de fluide sous pression exerce une dépression obtenue au collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne propulsant le véhicule. Si l'on suppose à présent que la valve 10 est initialement placée dans la position illustrée sur la figure 1, une dépression peut être appliquée en continu à l'actionneur linéaire 18. Cette dépression part de la source 12, passe par l'orifice 13 d'alimentation pour être appliquée à la chambre 36 de commande et elle est appliquée au premier orifice 14 de commande qui peut être raccordé par une conduite 66, sous la forme d'un tube ou autre, à l'extrémité de droite de l'actionneur linéaire 18.L'extrémité de gauche de l'actionneur linéaire 18 est en communication avec l'atmosphère par une autre conduite 68 branchée entre l'actionneur 18 et le second orifice 16 de commande qui débouche dans l'évidement 26 et communique ainsi avec l'atmosphère. Par conséquent, la différence entre les pressions agissant sur le piston 70, à savoir entre la pression atmosphérique agissant sur la face gauche et la dépression agissant sur la face droite, provoque un déplacement du piston 70 vers une position située à l'extrémité de droite de l'actionneur linéaire 18. To explain the operation of the valve 10, it can be assumed that it is mounted in a motor vehicle and that the source 12 of pressurized fluid exerts a vacuum obtained at the intake manifold of an internal combustion engine propelling the vehicle . If we now assume that the valve 10 is initially placed in the position illustrated in FIG. 1, a vacuum can be applied continuously to the linear actuator 18. This vacuum starts from the source 12, passes through the orifice 13 supply to be applied to the control chamber 36 and it is applied to the first control port 14 which can be connected by a pipe 66, in the form of a tube or other, at the right end of the linear actuator 18. The left end of the linear actuator 18 is in communication with the atmosphere by another pipe 68 connected between the actuator 18 and the second control orifice 16 which opens into the recess 26 and communicates so with the atmosphere. Consequently, the difference between the pressures acting on the piston 70, namely between the atmospheric pressure acting on the left face and the depression acting on the right face, causes a displacement of the piston 70 towards a position located at the right end. of the linear actuator 18.

Lorsqu'il est souhaité de rétracter la tige 72 de l'actionneur linéaire 18 en déplaçant le piston 70 vers l'extrémité de gauche du cylindre, on fait pivoter la manette 24 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, comme illustré sur la figure 1, afin que le curseur 22 s'élève sous l'action des parties complémentaires de cames 56 et 58 pour se diriger vers l'autre extrémité de l'évidement 26 et remettre en contact l'organe 34 d'obturation avec la surface 28 de commande. On fait ainsi communiquer l'orifice 13 d'alimentation avec le second orifice 16 de commande comme illustré sur la figure 4. Par conséquent, la source de dépression communique par l'orifice 13 d'alimentation, la chambre 36 de commande, l'orifice 16 de commande et la conduite 68 avec l'extrémité droite de l'actionneur linéaire 18.Dans le même temps, l'orifice 14 de commande est mis en communication avec l'atmosphère afin que la pression différentielle engendrée dans l'actionneur linéaire 18 provoque un déplacement du piston 70 vers la gauche pour faire sortir la tige 72 de ce piston. En ramenant la manette 24 en sens opposé, on provoque un déplacement du piston 70 dans le sens opposé ou vers la droite.When it is desired to retract the rod 72 of the linear actuator 18 by moving the piston 70 towards the left end of the cylinder, the lever 24 is pivoted in an anticlockwise direction, as illustrated in FIG. 1, so that the cursor 22 rises under the action of the complementary parts of cams 56 and 58 in order to move towards the other end of the recess 26 and bring the shutter member 34 back into contact with the control surface 28. The feed orifice 13 is thus made to communicate with the second control orifice 16 as illustrated in FIG. 4. Consequently, the source of vacuum communicates via the feed orifice 13, the control chamber 36, the control port 16 and line 68 with the right end of the linear actuator 18. At the same time, the control port 14 is placed in communication with the atmosphere so that the differential pressure generated in the linear actuator 18 causes a displacement of the piston 70 to the left to cause the rod 72 to exit from this piston. By bringing the handle 24 in the opposite direction, it causes a displacement of the piston 70 in the opposite direction or to the right.

Le fonctionnement de la valve est tel que le ressort 54 sollicite en continu vers le bas le curseur 22, ce qui confère à la valve 10 une caractéristique de genouillère, c'est-à-dire que la valve est toujours placée dans l'une ou l'autre de ses deux positions possibles et qu'elle reste dans cette position jusqu'à ce qu'elle soit déplacée sélectivement et manuellement vers l'autre de ses deux positions. The operation of the valve is such that the spring 54 continuously biases the slider 22 downward, which gives the valve 10 a toggle characteristic, that is to say that the valve is always placed in one either of its two possible positions and it remains in this position until it is selectively and manually moved to the other of its two positions.

Si cela est souhaité-et pour assurer le maintien de la valve 10 dans l'une, choisie, de ses deux positions, une broche 74 est montée de façon à traverser la manette 24. If desired, and to ensure that the valve 10 is kept in one, chosen, of its two positions, a pin 74 is mounted so as to pass through the lever 24.

La broche 74 porte contre une broche coulissante 75 de verrouillage. Cette broche 75 de verrouillage comporte un tronçon inférieur 76 monté de façon à pouvoir coulisser verticalement par rapport au corps, comme montré sur la figure 1. La broche 75 de verrouillage comporte également un coude 77 et une poignée 78. Cette dernière entre en contact avec la broche 74 pour empêcher tout déplacement de la manette 24 lorsque la valve 10 est dans l'une de ses deux positions choisies. Lorsque l'on souhaite amener la manette 24 dans l'autre de ses positions choisies, on tire la broche 75 de verrouillage vers le haut afin que la manette 24 puisse pivoter, la broche 74 passant au-dessous du coude 77.Après que la valve 10 a été placée dans sa position de travail nouvellement choisie, la broche 75 de verrouillage peut être relâchée afin que sa poignée 78 porte de nouveau contre la broche 74 pour empêcher tout basculement de la manette 24.The pin 74 bears against a sliding locking pin 75. This locking pin 75 has a lower section 76 mounted so that it can slide vertically relative to the body, as shown in FIG. 1. The locking pin 75 also includes an elbow 77 and a handle 78. The latter comes into contact with the pin 74 to prevent movement of the handle 24 when the valve 10 is in one of its two chosen positions. When it is desired to bring the handle 24 into the other of its chosen positions, the locking pin 75 is pulled upwards so that the handle 24 can pivot, the pin 74 passing below the elbow 77. After the valve 10 has been placed in its newly chosen working position, the locking pin 75 can be released so that its handle 78 bears again against pin 74 to prevent the lever 24 from tilting.

On obtient donc une valve de commande à deux positions dans laquelle un corps et un curseur coopèrent pour former une chambre de commande capable de faire communiquer entre eux certains, choisis, de plusieurs orifices. A two-position control valve is thus obtained in which a body and a slider cooperate to form a control chamber capable of making certain selected ones communicate with one another by several orifices.

La chambre de commande est formée en partie d'un joint torique qui est étiré sur une partie de support du curseur. Ce dernier peut être déplacé d'une première position choisie vers une autre position choisie contre la force de rappel du ressort qui sert à maintenir la valve dans la position choisie.The control chamber is formed in part by an O-ring which is stretched on a support part of the slider. The latter can be moved from a first chosen position to another chosen position against the return force of the spring which serves to maintain the valve in the chosen position.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la valve décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. It goes without saying that many modifications can be made to the valve described and shown without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Fluid control valve with two positions, characterized in that it comprises a body (20) which has a flat surface - (28) for control, a slider (22) carried by the body in order to be able to move by relative to the flat surface between first and second positions, a shutter element (34) mounted on the slider and capable of sliding in sealed contact on the flat control surface, this shutter element delimiting the closed edge of a chamber (36) control formed between said flat surface and the cursor, first second and third holes (13, 14, 16) opening to said flat surface, the first and second orifices communicating with each other via of the control chamber when the cursor is in said first position and the first and third orifices communicating with each other via the control chamber when the cursor is in said second position.

2. Valve according to claim 1, characterized in that it further comprises an elastic member (54) which tends to maintain the closure element in sealed contact with the planar control surface.

3. Valve according to claim 1, characterized in that it further comprises cam parts (56, 58) associated with the cursor and the planar surface and which can come into contact with each other to move the cursor away from the flat surface when said cursor is moved between the first and second positions.

4. Valve according to claim 3, characterized in that it further comprises an elastic member (54) which resists any movement tending to move the cursor away from the flat surface.

5. Valve according to claim 1, characterized in that it further comprises a lever (24) which is mounted so as to be able to pivot, at a distance, relative to the flat surface and which comprises an end (42) disposed in a cell (40) formed in the cursor in order to move the latter between the first and second positions when the lever is moved on said pivot.

6. Valve according to claim 5, characterized in that it further comprises a spring (54) whose opposite ends are applied against the lever and against the slider in order to tend to move the latter towards the flat surface during its movement between the first and second positions.

7. Valve according to claim 1, characterized in that the closure element has a substantially circular section and comprises a closure portion (32) which is produced so that the planar surface extends tangentially to said circular section .

8. Valve according to claim 7, characterized in that the slider comprises a rectangular part (32) forming a seat, the closure element being an O-ring in its raw state of molding, and being placed on the perimeter of the rectangular seat to be mounted on the slider.

9. Valve according to claim 5, characterized in that it further comprises an element (75) which can be selectively moved between a position in which it bears against the lever in order to prevent its movement from its chosen position, and a position in which it allows movement of the handle between said selected positions.