FR2536491A1

FR2536491A1 - Device for distributing fluid and pump comprising such a distributor

Info

Publication number: FR2536491A1
Application number: FR8219302A
Authority: FR
Inventors: Jean Amann
Original assignee: SERMOI
Current assignee: SERMOI
Priority date: 1982-11-18
Filing date: 1982-11-18
Publication date: 1984-05-25
Also published as: FR2536491B1

Abstract

Device for distributing fluid, comprising a slide valve 1 which is longitudinally movable in a fixed sleeve, with which it defines two circuits for causing a fluid inlet duct 36 to be set in communication alternatively with two fluid outlet ducts 34, 35, respectively, characterised in that it comprises an annular leaktightness element 7, movable with the slide valve 1, in front of an annular slit 37 for the radial admission of fluid through the fixed sleeve, and by its contact with the sleeve, alternatively ensuring the separation between the two circuits on either side of the said slit.

Description

DISPOSITIF DISTRIBUTEUR DE FLUIDE
ET POMPE COMPORTANT UN TEL DISTRIBUTEUR
La présente invention concerne un dispositif de distribution de fluide, du type des distributeurs hydrauliques ou pneumatiques qui servent à la commande de mouvements alternatifs de pièces mécaniques. Dans ce cadre, une des applications les plus intéressantes de ce genre de distributeurs en général, et du dispositif de l'invention en particulier, concerne la commande des pistons, comme ceux des pompes pneumatiques
Selon l'état connu de la technique en la matière, le dispositif de distribution de fluide selon l'invention comporte un tiroir mobile longitudinalement dans un manchon fixe, avec lequel il définit deux circuits de mise en communication d'un conduit d'arrivée de fluide alternativement avec respectivement deux conduits de sortie de fluide.FLUID DISPENSING DEVICE
AND PUMP COMPRISING SUCH A DISPENSER
The present invention relates to a fluid distribution device, of the type of hydraulic or pneumatic distributors which are used to control reciprocating movements of mechanical parts. In this context, one of the most interesting applications of this kind of distributors in general, and of the device of the invention in particular, relates to the control of pistons, like those of pneumatic pumps.
According to the known state of the art in the matter, the fluid distribution device according to the invention comprises a drawer movable longitudinally in a fixed sleeve, with which it defines two circuits for placing in communication an inlet duct of fluid alternately with two fluid outlet conduits respectively.

La difficulté que - l'invention cherche à résoudre, est de réaliser la commutation d'un circuit à l'autre avec précision et rapidité, sans temps mort, ce à quoi elle parvient sous une forme de construction qui présente en outre l'avantage de se prêter à merveIlle aux impératifs de miniaturisation de l'époque actuelle, la course du tiroir pouvant être extrêmement courte par comparaison avec les dispositifs distributeurs de fluide antérieurement connus. The difficulty that - the invention seeks to solve, is to carry out the switching from one circuit to another with precision and speed, without dead time, which it achieves in a form of construction which also has the advantage to lend itself perfectly to the imperatives of miniaturization of the current era, the stroke of the drawer being able to be extremely short in comparison with the previously known fluid dispensing devices.

Le dispositif selon l'invention se caractérise en ce qu'il comporte un élément d'étanchéité annulaire, mobile avec le tiroir devant une fente annulaire d'admission radiale du fluide à travers le manchon fixe, et assurant par son contact avec ce manchon alternativement d'un côté et de l'autre de ladite fente, la séparation entre les deux circuits. The device according to the invention is characterized in that it comprises an annular sealing element, movable with the drawer in front of an annular slot for radial admission of the fluid through the fixed sleeve, and ensuring by its contact with this sleeve alternately on one side and on the other of said slot, the separation between the two circuits.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'élément d'étanchéité est un joint torique monté dans une gorge annulaire creusée autour du tiroir, de sorte que le contact avec le manchon fixe se réalise sensiblement le long d'une génératrice circulaire du joint qui passe d'un coté à l'autre de la fente
La fente d'admission peut être avantageusement ménagée entre deux - bagues annulaires montées par frettage dans le corps du distributeur, dans le prolongement longitudinal l'une de l'autre, qui constituent ensemble ledit manchon fixe du distributeur, et délimitent également une chambre annulaire d'alimentation de la fente, en communication avec le conduit d'arrivée de fluide.In a preferred embodiment of the invention, the sealing element is an O-ring mounted in an annular groove hollowed out around the drawer, so that contact with the fixed sleeve takes place substantially along a circular generator. of the joint which passes from one side to the other of the slot
The inlet slot can advantageously be formed between two - annular rings mounted by hooping in the body of the distributor, in the longitudinal extension of one another, which together constitute said fixed sleeve of the distributor, and also delimit an annular chamber supplying the slot, in communication with the fluid inlet duct.

D'autres particularités du dispositif de l'invention, même Si certaines sont en elles-mêmes connues dans d'autres dispositifs de distribution de fluide, se conjuguent avantageusement avec les caractéristiques déjà signalées. Il en est ainsi notamment de celles qui concernent l'intégration du dispositif dans des appareils plus complexes, moteurs ou pompes par exemple, où le dispositif de distribution sert à entrainer un piston à déplacement alternatif entre deux positions extrêmes opposées. Other features of the device of the invention, even if some are in themselves known in other fluid distribution devices, are advantageously combined with the characteristics already mentioned. This is particularly the case for those relating to the integration of the device in more complex devices, motors or pumps for example, where the dispensing device is used to drive a reciprocating piston between two opposite extreme positions.

L'invention sera de toutes manières mieux comprise à la lecture de la description qui suit et qui concerne un mode de réalisation particulier, nullement limitatif, d'un dispositif de distribution de fluide utilisé en commande du piston moteur d'une pompe pneumatique, l'ensemble étant schématisé en coupe longitudinale sur la figure jointe. The invention will in any case be better understood on reading the description which follows and which relates to a particular embodiment, in no way limiting, of a fluid distribution device used to control the driving piston of a pneumatic pump, l 'assembly being shown schematically in longitudinal section in the attached figure.

Dans le dispositif décrit à titre d'exemple, on trouve deux parties mobiles, à la fois par rapport à un corps fixe 3 et l'une par rapport à l'autre. Ces parties mobiles sont de géométrie à section circulaire autour d'un axe central. Elles constituent le tiroir 1 du distributeur et le piston 2 du moteur et de la pompe. In the device described by way of example, there are two movable parts, both relative to a fixed body 3 and one relative to the other. These moving parts are of circular cross-section geometry around a central axis. They constitute the drawer 1 of the distributor and the piston 2 of the motor and the pump.

L'ensemble présente un plan de symétrie médian perpendiculaire à l'axe central.The whole presents a median plane of symmetry perpendicular to the central axis.

La partie mobile qui forme le tiroir 1 du distributeur, est disposée à ltextérieur coaxialement à l'axe 12 du piston de la pompe. Ce tiroir 1 coulisse longitudinalement dans un manchon fixe du distributeur, lequel manchon est en fait constitué par deux bagues distinctes 4 et 5, disposées longitudinalement dans le prolongement l'une de l'autre, et montées par frettage dans le corps 3 qui est le corps du distributeur en même temps que celui du moteur de la pompe. The movable part which forms the drawer 1 of the distributor, is arranged inside coaxially with the axis 12 of the piston of the pump. This drawer 1 slides longitudinally in a fixed sleeve of the distributor, which sleeve is in fact constituted by two separate rings 4 and 5, arranged longitudinally in the extension of one another, and mounted by hooping in the body 3 which is the valve body at the same time as that of the pump motor.

Sur le pourtour du tiroir 1, dans sa partie médiane, il est creusé une gorge annulaire 6, de section carrée ou rectangulaire, dans laquelle est monté un joint torique 7, en matériau élastique, qui est en contact étanche avec le manchon fixe. On the periphery of the drawer 1, in its middle part, an annular groove 6, of square or rectangular section, is hollowed out, in which an O-ring 7, of elastic material, which is in tight contact with the fixed sleeve, is mounted.

La course du tiroir 1 est limitée à deUx positions extrêmes opposées par la butée de sièges 8 et 9, sur des épaulements annulaires 10 et 11 du corps 3, et sur les extrémités respectives des bagues 4 et 5. Les sièges 8 et 9 interviennent comme sièges de clapet dans le fonctionnement du moteur. Ils sont formés par des anneaux plats en matériau élastique, montés aux extrémités du tiroir 1, en butée sur des anneaux rigides 14 et 15 fixés par clavette au tiroir 1. Leur élasticité est suffisante pour permettre le franchissement du point mort en fin de course du mouvement alternatif. The stroke of the drawer 1 is limited to two extreme positions opposed by the seat stop 8 and 9, on the annular shoulders 10 and 11 of the body 3, and on the respective ends of the rings 4 and 5. The seats 8 and 9 act as valve seats in engine operation. They are formed by flat rings of elastic material, mounted at the ends of the drawer 1, in abutment on rigid rings 14 and 15 fixed by key to the drawer 1. Their elasticity is sufficient to allow the neutral point to be crossed at the end of the travel. reciprocating movement.

L'axe central 12 forme le piston avec deux plateaux 16 et 17, fixés sur lui par des boulons 18 et 19, vissés à ses extrémités. The central axis 12 forms the piston with two plates 16 and 17, fixed to it by bolts 18 and 19, screwed at its ends.

Les plateaux 16 et 17 ferment respectivement deux chambres 20 et 21 de capacité variable, ménagées à l'intérieur du corps 3. L'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur est assurée par des joints. toriques 22 et 23, en contact avec des bagues anti friction 24 et 25, montées par frettage à l'intérieur d'extrémités cylindriques du corps 3. The plates 16 and 17 respectively close two chambers 20 and 21 of variable capacity, formed inside the body 3. The seal vis-à-vis the outside is provided by seals. toric 22 and 23, in contact with anti friction rings 24 and 25, mounted by hooping inside cylindrical ends of the body 3.

La course du piston 2 dans son ensemble est limitée, par rapport au tiroir 1, par la butée des plateaux respectivement sur chacune des deux extrémités du tiroir. Tel qu'il est représenté sur la figure, le piston est dans sa position extrême haute e le plateau inférieur 17 est en butée sur le tiroir, qui est luimême en butée sur le corps 3 par le siège 9 Le piston est par ailleurs soumis aux sollicitations de deux ressorts antagonistes 26 et 27, ressorts hélicoldaux montés autour de l'axe 12 dans des alésages du tiroir 1, et se comprimant élastiquement entre respectivement les plateaux 16 et 17 et la partie médiane du tiroir. The stroke of the piston 2 as a whole is limited, relative to the drawer 1, by the stop of the plates respectively on each of the two ends of the drawer. As shown in the figure, the piston is in its extreme upper position and the lower plate 17 is in abutment on the drawer, which is itself in abutment on the body 3 by the seat 9 The piston is also subjected to stresses from two opposing springs 26 and 27, helical springs mounted around the axis 12 in bores of the drawer 1, and compressing elastically between the plates 16 and 17 respectively and the middle part of the drawer.

Pour en revenir à la description de la partie distributeur de l'ensemble représenté, il convient de remarquer l'espace annulaire 28 qui est formé entre le tiroir 1 et le manchon constitué par les bagues frettées 4 et 5, et qui s'étend en direction longitudinale de part et d'autre de la gorge 6, recevant le joint 7, jusqu'à des canaux 30 et 31, percés radialement dans le tiroir 1. Ces canaux débouchent respectivement à l'extrémité interne des alésages du tiroir, dans les espaces annulaires 32 et 33 laissés entre le tiroir et l'axe central 12, qui débouchent à l'extrémité externe, respectivement dans chacune des chambres 20 et 21. To return to the description of the dispenser part of the assembly shown, it should be noted the annular space 28 which is formed between the drawer 1 and the sleeve formed by the hooped rings 4 and 5, and which extends in longitudinal direction on either side of the groove 6, receiving the seal 7, up to channels 30 and 31, drilled radially in the drawer 1. These channels open respectively at the internal end of the bores of the drawer, in the annular spaces 32 and 33 left between the drawer and the central axis 12, which open at the outer end, respectively in each of the chambers 20 and 21.

On voit ainsi qu'à partir du joint 7, il est défini deux circuits de fluide séparés par cet élément, passant respectivement par les chambres 20 et 21, et se terminant, l'un après la chambre 20 par une conduite de sortie 34, lorsque le tiroir est dans sa position haute sur la figure, comme représenté, l'autre symétriquement par la conduite de sortie 359 quand cette dernière est mise en communication avec la chambre 21 par le tiroir en position basse. Entre l'axe du piston 12 et le tiroir 1, dans la partie médiane du dispositif où ils sont en liaison coulissante ltun dans l'autre, un joint annulaire 29 assure la division étanche entre les deux chambres des circuits de fluide. It can thus be seen that from the seal 7, two fluid circuits are defined, separated by this element, passing respectively through the chambers 20 and 21, and ending, one after the chamber 20 by an outlet pipe 34, when the drawer is in its high position in the figure, as shown, the other symmetrically by the outlet pipe 359 when the latter is placed in communication with the chamber 21 by the drawer in the low position. Between the axis of the piston 12 and the slide 1, in the middle part of the device where they are in sliding connection one in the other, an annular seal 29 ensures the watertight division between the two chambers of the fluid circuits.

Les deux circuits sont alimentés alternativement suivant la position du tiroir, a' partir d'une conduite d'arrivée unique 36, ménagée à travers le corps 3 , et axée radialement dans le plan de symétrie de l'ensemble. The two circuits are supplied alternately according to the position of the slide, from a single inlet pipe 36, formed through the body 3, and centered radially in the plane of symmetry of the assembly.

A cet effet, une fente 37, très fine mais continue, est formée à travers le manchon fixe du distributeur, dans le plan de symétrie, face à la gorge 6 du tiroir, par un intervalle laissé libre entre les deux bagues 4 et 5.To this end, a very fine but continuous slot 37 is formed through the fixed sleeve of the distributor, in the plane of symmetry, facing the groove 6 of the drawer, by an interval left free between the two rings 4 and 5.

Celles-ci sont d'autre part chanfreinées du côté extérieur, de sorte qu'elles délimitent une chambre annulaire 38 en communication avec le conduit d'arrivée 36. La fente 37 assure ainsi l'admission du fluide radialement tout autour du tiroir. La course du tiroir correspond sensiblement à la largeur de la gorge 6, soit en général quelques dizièmes de millimètres.These are also chamfered on the outside, so that they delimit an annular chamber 38 in communication with the inlet duct 36. The slot 37 thus ensures the admission of the fluid radially all around the drawer. The stroke of the drawer corresponds substantially to the width of the groove 6, ie generally a few tenths of a millimeter.

La finesse de la fente 37, l'injection radiale de fluide qu'elle assure, sur une ligne continue tout autour du tiroir 1, la forme et la disposition du joint 7 constituant l'élément d'étanchéité, assurent ensemble un fonctionnement sûr et précis du distributeur, pour une course très courte du tiroir. Quand le tiroir est sollicité pour quitter l'une de ses positions extrêmes, par exemple celle de la figure, le passage du joint 7 sur la fente 37 détermine, à lui seul et d'un seul coup, la fermeture du circuit de la chambre précédemment alimentée et 11 ouverture de l'autre, par rapport au conduit d'arrivée. Ce changement est d'autant plus rapide que le joint se déplace légèrement dans sa gorge 6, en venant se plaquer sur la face opposée de cellewei, sous la pression du fluide. The fineness of the slot 37, the radial injection of fluid which it provides, on a continuous line all around the drawer 1, the shape and the arrangement of the seal 7 constituting the sealing element, together ensure safe operation and precise dispenser, for a very short stroke of the drawer. When the drawer is urged to leave one of its extreme positions, for example that of the figure, the passage of the seal 7 on the slot 37 alone determines, in a single stroke, the closing of the chamber circuit previously supplied and 11 opening of the other, relative to the inlet duct. This change is all the more rapid as the seal moves slightly in its groove 6, coming to be pressed on the opposite face of that ofwei, under the pressure of the fluid.

Le déplacement du tiroir intervient, par exemple à partir de sa position haute sur la figure, lorsque la pression du fluide emplissant la chambre inférieure 21, fermée du coté de la sortie au niveau du siège 9, a repoussé le plateau inférieur 17 jusqu'au point où l'autre plateau 16, entraidé avec lui, vient en butée sur l'extrémité correspondante du tiroir, et pousse sur lui. Le meme déplacement du tiroir entraîne la fermeture de la chambre supérieure 20 qui a fini de se vider, tandis que la chambre inférieure 21 s'ouvre sur la conduite de sortie 35 alors qu'elle est à son volume maximal. Au moment où le piston change de sens dans son mouvement alternatif, les butées élastiques constitué par les sièges 8 et 9 apportent un retard qui assure le franchissement du point mort. The displacement of the drawer occurs, for example from its high position in the figure, when the pressure of the fluid filling the lower chamber 21, closed on the side of the outlet at the level of the seat 9, has pushed the lower plate 17 up to point where the other plate 16, supported with it, abuts on the corresponding end of the drawer, and pushes on it. The same movement of the drawer causes the upper chamber 20 to close, which has finished emptying, while the lower chamber 21 opens onto the outlet pipe 35 while it is at its maximum volume. When the piston changes direction in its reciprocating movement, the elastic stops constituted by the seats 8 and 9 bring a delay which ensures the crossing of neutral.

Le rôle du distributeur à tiroir sur l'entraînement du piston dans un déplacement alternatif est donc clair de ce qui précède. L'ensemble procure un mouvement moteur par lequel le piston peut commander toutes sortes d'appareils, suivant les applications. La transmission peut être mécanique, si les organes entraînés sont vissés sur les plateaux à la place des boulons 18 et 19. Dans le cas de la pompe envisagée ici comme application particulière, le piston moteur constitue également le piston de la pompe, actif en aspiration et refoulement par les faces externes des plateaux 16 et 17, le corps de la pompe étant vissé sur les extrémités opposées du corps 3. The role of the slide valve on the piston drive in an alternative movement is therefore clear from the above. The assembly provides a motor movement by which the piston can control all kinds of devices, depending on the applications. The transmission can be mechanical, if the driven members are screwed onto the plates in place of the bolts 18 and 19. In the case of the pump envisaged here as a particular application, the driving piston also constitutes the pump piston, active in suction and delivery through the external faces of the plates 16 and 17, the pump body being screwed onto the opposite ends of the body 3.

Naturellement, l'invention n'est en rien limitée aux détails de la description donnée à titre d'exemple. Naturally, the invention is in no way limited to the details of the description given by way of example.

Elle en englobe, au contraire, toutes les variantes. On the contrary, it encompasses all variants.

Claims

1. Fluid distributor device, comprising a drawer (1) movable longitudinally in a fixed sleeve, with which it defines two circuits for placing in communication a fluid inlet duct (36) alternately with two outlet ducts respectively fluid (34, 35), characterized in that it comprises an annular sealing element (7), movable with the slide (1), in front of an annular slot (37) for radial admission of the fluid through the fixed sleeve, and ensuring by its contact with this sleeve, alternately on one side and the other of said slot, the separation -between the two circuits.

2. Device according to claim 1, characterized in that the sealing element is an O-ring (7) mounted in an annular groove (6), hollowed out around the drawer (1).

3. Device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the fixed sleeve is constituted by two annular rings (4, 5), mounted by hooping in the body of the distributor, in the longitudinal extension of one the other, with a gap between them forming said slot (37).

4. Device according to claim 3, characterized in that the two rings also delimit between them an annular chamber (38) supplying the slot (37), in communication with the fluid inlet duct (36).

5. reciprocating motor comprising a distributor device according to any one of claims 1 to 4, characterized in this tool comprises, on each of said circuits, a variable capacity chamber (20, 21), the communication with the corresponding outlet conduit ( 34, 35) is controlled by the movements of the drawer (1).

6. Motor according to claim 5, characterized in that said chambers (20, 21) are limited by plates (16, 17), linked together by a piston pin (12) axially passing through the drawer in a sealed manner.

7. Motor according to claim 5 or 6, comprising a distributor device according to claim 2, characterized in that the slide stroke is substantially equal to the width of the groove (6).