FR2589974A1 - Dispositif pneumatique de commande a distance et de temporisation de l'ouverture d'une vanne ou similaire - Google Patents

Abstract

CE DISPOSITIF EST DU TYPE COMPRENANT UNE TEMPORISATION PNEUMATIQUE FORMEE PAR UN ELEMENT DE VOLUME VARIABLE 21 AUQUEL SONT ASSOCIES DES MOYENS DE RAPPEL 37 VERS UN VOLUME MAXIMUM, AINSI QUE DES MOYENS DE VIDAGE A SOUPAPE 29 ET DE REMPLISSAGE LENT 28 PAR DE L'AIR. SELON L'INVENTION, IL COMPREND UN SECOND ELEMENT DE VOLUME VARIABLE 22 MUNI DE MOYENS DE RAPPEL 25 VERS UN VOLUME MAXIMUM ET RELIE AU PREMIER ELEMENT DE VOLUME VARIABLE 21 PAR UNE TUBULURE DE LIAISON ETANCHE 23; CE SECOND ELEMENT DE VOLUME VARIABLE 22 EST ASSOCIE A LA VANNE 25 OU SIMILAIRE ET EST APTE A MODIFIER L'OUVERTURE DE CELLE-CI, LA POSITION D'OUVERTURE MINIMUM DE LA VANNE 25 ETANT OBTENUE POUR LE VOLUME MAXIMUM DE CE SECOND ELEMENT DE VOLUME VARIABLE 22 ET LA CAPACITE DU SECOND ELEMENT DE VOLUME VARIABLE 22 ET LA FORCE DE RAPPEL EXERCEE SUR CELUI-CI SONT INFERIEURES RESPECTIVEMENT A LA CAPACITE ET LA FORCE DE RAPPEL DU PREMIER ELEMENT DE VOLUME VARIABLE 21.

Description

DISPOSITIF PNEUMATIQUE DE a)MMANDE A DISTANCE
ET DE TEMPORISATION DE L'OUVERTURE
D'UNE VANNE OU SIMILAIRE
La présente invention a pour objet un dispositif pneumatique de commande à distance et de temporisation de l'ouverture d'une vanne ou similaire servant notamment à régler le débit d'air d'une bouche d'extraction d'un réseau de ventilation.

Ce dispositif est destiné plus particulièrement aux réseaux d'extraction de l'air vicié dans les logements, réseaux dans lesquels des vannes de réglage sont prévues pour permettre aux utilisateurs d'augmenter ou de diminuer le volume d'air extrait en fonction de leurs besoins.

De telles vannes équipent plus particulièrement les pièces dites techniques, cuisines, salles de bain..., et peuvent être commandées, de façon à permettre un accroissement temporaire de la ventilation aux heures dites "de pointe".

Or, si les utilisateurs sont incités par les nuisances à commander l'augmentation de la ventilation ; ils oublient la plupart du temps de la réduire lorsque ces nuisances cessent, d'où des renouvellements d'air excessifs et inutiles qui augmentent d'autant la consommation d'énergie.

Pour éviter de tels gaspillages, divers moyens ont été recherchés pour limiter automatiquement la durée des périodes de ventilation accrue.

Une première solution consiste à motoriser les vannes, leur ouverture étant commandée par une minuterie électrique. Outre le coût de fabrication et d'installation d'un tel système, des règles de sécurité doivent être respectées du fait de l'utilisation de l'électricité dans des pièces techniques généralement humides.

Une autre solution consiste à prévoir une minuterie mécanique, de type mécanisme d'horlogerie, avec un cordon de réarmement à distance.

Dans ce cas, l'accès au dispositif de commande est souvent difficile du fait des aménagements effectués dans les locaux concernés (meubles, hottes de cuisine, chaudière à gaz...etc).

Enfin, une dernière solution, qui est décrite dans le brevet frak çais NO 71 04132, consiste à associer à un interrupteur électrique de la vanne motorisée, un dispositif de temporisation pneumatique formé par un soufflet. Lorsque l'utilisateur comprime le soufflet, celui-ci se vide par l'intermédiaire d'une soupape et un contact électrique est établi par l'interrupteur associé au soufflet, ce qui a pour effet de mettre en marche le moteur d'ouverture de la vanne.

Des moyens de rappel du soufflet vers un volume maximum entretiennent alors dans celui-ci une dépression qui provoque une lente aspiration d'air dans le soufflet à travers un organe de remplissage prévu de façon à opposer une forte résistance.

Dès que le soufflet atteint un niveau de remplissage déterminé, l'interrupteur ouvre le circuit électrique et la vanne se referme.

Dans un tel dispositif, I'organe de remplissage est formé par une section de passage très faible, qui est donc très difficile à reproduire et à calibrer et qui est très sensible aux moindres poussières Par exemple, pour obtenir une temporisation d'environ 30 mn, par remplissage d'un soufflet de 20 cm3 sous l'effet d'une depression de 1 bar, il est nécessaire d'avoir un orifice en paroi mince de diamètre égal à quelques 1/100 de mm.

Ces dispositifs ne donnent donc pas entière satisfaction, d'une part, du fait des problèmes évoqués ci-avant et, d'autre part, du fait du seul coût inhérent à la motorisation des vannes.

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et notamment de prévoir un dispositif de commande à distance et de temporisation de l'ouverture d'une vanne qui soit de conception simple, d'un prix de revient peu élevé et n'impose pas de contraintes d'installation particulières.

Le dispositif selon l'invention doit également permettre une bonne reproductibilité des temps de temporisation.

Ce ou ces buts sont atteints dans le dispositif de commande et de temporisation selon l'invention, qui est du type comportant une temporisation pneumatique formée par un élément de volume variable auquel sont associés des moyens de rappel vers un volume maximum ainsi que des moyens de vidage à soupape et de remplissage lent par de l'air, en ce que ce dispositif comprend un second élément de volume variable muni de moyens de rappel vers un volume maximum et relié au premier élément de volume variable par une tubulure de liaison étanche, en ce que ce second élément de volume variable est associé à la vanne ou similaire et est apte à modifier l'ouverture de celle-ci, la position d'ouverture minimum de la vanne étant obtenue pour le volume maximum de ce second élément de volume variable et en ce que la capacité du second élément de volume variable et la force de rappel exercée sur celui-ci sont inférieures respectivement à la capacité et la force de rappel du premier élément de volume variable.

On obtient de cette façon un dispositif de commande à distance et de temporisation entièrement pneumatique et donc beaucoup moins coûteux et beaucoup plus simple à installer que les dispositifs de commande par moteur électrique connus jusqu'à présent. La temporisation obtenue à l'aide de ce dispositif fonctionne de la même façon que décrite précédemment, mis à part le fait qu'elle dépend de la différence de volume des éléments de volume variable alors que dans la technique connue, elle dépend essentiellement du diamètre de l'ouverture de remplissage.

Avantageusement, l'organe de remplissage est constitué par une tubulure de faible diamètre obturée au moins partiellement par un matériau perméable à l'air. Ce matériau est de préférence un matériau fibreux tel que de l'ouate, du coton chirurgical...

Avantageusement aussi, les moyens de vidage, en cas de surpression, sont formés par un tube percé de trous emprisonné dans un manchon élastique de faible épaisseur.

Ainsi, lorsque le tube est soumis à une surpression, le manchon se dilate et laisse s'évader l'air par les trous du tube, tandis que lorsqu'une dépression règne à l'intérieur du tube, ce manchon se plaque contre celuici et en obture les trous.

Les éléments de volume variable peuvent être formés par des soufflets, des vessies, etc...

De toute façon, l'invention sera bien comprise et d'autres carac- téristiques seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé montrant une forme de réalisation préférée de ce dispositif de commande et de temporisation
Figures 1 à 4 sont des schémas illustrant le principe de fonctionnement de ce dispositif;
Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'invention.

Ainsi que le montrent les figures 1 à 4, le dispositif selon l'inver- tion est formé de deux éléments à volume variable 1 et 2 reliés par une tubulure de liaison 3 étanche et munis de moyens de rappel vers un volume maximal (non représentés sur le dessin).

En l'occurrence, ces éléments 1 et 2 sont formés par des soufflets mais ils pourraient être également formés par tout autre type d'éléments à volume variable, tels que des ballonnets, vessies...etc.

L'élément 1 sert d'élément de commande et l'élément 2, qui sert d'élément moteur, est lié au volet de fermeture 5 d'une bouche d'extraction 4 disposée dans un mur 6 à l'entrée d'un conduit 7 du réseau d'extraction.

En l'occurrence, le volet de fermeture 5 est formé par une des parois en bout de élément en forme de soufflet 2.

Sur la tubulure de liaison 3 sont placés un organe de remplissage lent 8 et une soupape 9 d'évacuation de l'air en cas de surpression dans le circuit formé par les soufflets 1,2 et- les tubulures de liaison 3.

Ainsi que le montre notamment la figure 1, le volume du soufflet 1 est plus grand que celui du soufflet 2 ; en outre, et bien que cela n'ap paraisse pas sur les figures 1 à 4, les moyens de rappel vers un volume maximal du soufflet 1 exercent sur celui-ci une force de rappel supérieure à ceux associés au soufflet 2.

Le fonctionnement de ce dispositif selon l'invention est le suivant
- tout d'abord, en position de repos de ce dispositif, le circuit formé par la tubulure 3 et les soufflets 1,2 est rempli d'air et ceux-ci sont à leur volume maximal (Cf. Figure 1);
- lorsque l'utilisateur exerce une pression (Cf. Figure 2,flèche 10) sur le soufflet 1, celui-ci se vide et la surpression résultant dans la tubulure 3 provoque l'ouverture de la soupape 9 et l'évacuation par celle-ci de l'air se trouvant dans le circuit (flèche 11).

- comme la force de rappel du soufflet 1 tendant à le ramener à son -volume maximal est plus élevée que celle agissant sur le soufflet 2, le soufflet 1 commence à se dilater, ce qui crée à l'intérieur de la tubulure 3 et du soufflet 2 une dépression et une aspiration de l'air contenu dans le soufflet 2 au profit du soufflet 1 (Cf. Figure 3).

Le soufflet 2 s'écrase donc en libérant l'ouverture 4a de la bouche d'extraction, tandis que le soufflet 1 commence à se remplir peu à peu d'air, et l'air peut passer par la bouche 4 qui est maintenant grande ouverte (Cf. Figure 3, flèches 12).

- du fait de la dépression régnant à l'intérieur du circuit, la soupape 9 reste fermée, tandis que de l'air s'introduit peu à peu dans la tubulure 3 par l'organe de remplissage lent 8 (Cf. Figures 3 et 4, flèche 13).

Comme la force de rappel exercée sur le soufflet 2 est inférieure à celle exercée sur le soufflet 1, l'air entrant dans le circuit par l'organe de remplissage 8 se dirige d'abord vers le soufflet 1 (Cf. Figure 3,flèche 14).

- une fois ce soufflet 1 rempli, l'air de remplissage continue à être aspiré mais cette fois dans le soufflet 2 (Cf. Figure 4, flèche 15), jusqu'à ce que ce dernier atteigne son volume maximal (Cf. Figure 1); à ce moment, le cycle d'ouverture de la bouche d'extraction 4 est terminé et celle-ci est à nouveau fermée, jusqu'à une nouvelle pression sur le soufflet de commande 1.

Bien entendu, la soupape 9 et l'organe de remplissage peuvent être réalisés de n'importe quelle façon déjà connue et l'organe de remplie sage peut notamment être formé par un orifice de très petites dimensions.

Sur la figure 5 est représentée une forme de réalisation du dispositif de commande et de temporisation selon l'invention fonctionnant suivant le principe décrit ci-avant en référence aux figures 1 à 4.

Ainsi que le montre cette figure 5, ce dispositif est formé de deux éléments à volume variable 21,22 constitués en l'occurrence par des ballonnets ou vessies, et reliés ensemble par un tube flexible 23.

L'élément 22, dit moteur, est monté à l'intérieur d'une bouche d'extraction 24 de l'air vicié, fixée à l'entrée d'un conduit 27 d'évacuation, ce conduit 27 traversant une paroi 26 et rejoignant un réseau de ventilation mécanique commun à plusieurs locaux.

Le corps de la bouche 24 ménage un passage de section rectangulaire 30 pour l'air extrait ; il est fixé par des bords 24a à la paroi 26 traversée. Un volet 25 articulé autour d'un axe de rotation 25a permet de modifier la section de passage libre de la bouche 24 sans toutefois l'obturer complètement.

Ce volet 25 est rappelé vers une position d'ouverture minimale (position en traits pleins sur la figure 5) par un ressort à lames préformé 31 et une butée 24b formée sur la bouche 24 délimite la position d'ouverture maximale du volet 25 (position en traits mixtes sur la figure 5).

L'élément moteur 22 est fixé, d'une part, au volet 25 et, d'autre part, à la paroi inférieure du corps de la bouche 24 au moyen de picots 22a réalisés lors du moulage et introduits de façon connue en soi dans des évidements correspondants de cette bouche 24 et de ce volet 25.

Le dispositif de commande proprement dit comprend l'élément de volume variable 21, le dispositif de soupape 29 et le dispositif de remplissage lent 28. Ces deux derniers dispositifs sont montés à l'intérieur d'un boîtier 33 encastré et scellé dans la paroi 26.

Sur les bords de ce boîtier 33 est fixé un chassis 34 formé d'un fond rectangulaire 34a et de deux parois latérales triangulaires Mb.

Un volet de commande 35 est articulé autour d'un axe 36 à l'extrémité supérieure du chassis 34 et est rappelé vers le haut, dans la position montrée en traits pleins sur la figure, au moyen d'un ressort à lame 37, la force de rappel exercée par ce ressort 37 étant supérieure à celle exercée par le ressort de rappel 31 agissant sur l'élément à volume variable 22.

La position extrême haute du volet 35 est limitée par des rebords 34c des parois 34b.

L'élément à volume variable 21 est, de même que l'élément 22, fixé entre le fond Ma du chassis et le volet de commande 35 auxquels il est relié par des picots 21a formés par moulage.

Une tubulure de raccordement 40 est montée à l'intérieur du boîtier 33. Cette tubulure 40 débouche par une extrémité dans la vessie 21 et sur son autre extrémité est emmanchée la tubulure de liaison 23, dont l'autre extrémité communique avec l'intérieur de la vessie 22. La tubulure de liaison 23 s'étend à travers la paroi 26 et peut être protégée par une gaine 38 noyée dans cette paroi.

Une partie 41 de la tubulure de raccordement 40 est percée de trous et est recouverte d'un manchon souple 42 en matériau élastique apte à se dilater en cas de surpression, de façon à former le dispositif à soupape 29 de vidage de la vessie 21.

Sur cette tubulure de raccordement 40 est également raccordé un tube souple 45 de faible diamètre rempli de fibres de coton ou similaires comprimées et constituant le dispositif de remplissage à résistance élevée 28.

Ce dispositif fonctionne de la même façon que décrite précédemment.

Lorsqu'on appuie sur la vessie 21 en actionnant le volet 35, celle-ci se vide par l'intermédiaire du dispositif à soupape 29 ; en effet, du fait de la surpression ainsi réalisée dans la tubulure 40, le manchon souple 42 se dilate et découvre les trous de la partie 41 de cette tubulure, permettant ainsi à l'air de s'échapper dans le boîtier 33 puis vers l'extérieur.

Ensuite, la vessie 21 se regonfle lentement d'abord en aspirant l'air de la vessie 22 dont le ressort de rappel 31 est plus faible que le sien et qui se vide en entraînant avec elle le volet 25 et en ouvrant la bouche d'aération 24 (position en traits mixtes du volet 25).

Puis la vessie 21 continue à se regonfler sous l'effet de l'air entrant lentement dans le circuit par le tube souple 45 obstrué par des fibres de coton ou similaires.

Lorsque la vessie 21 est completement gonflée, la vessie 22 se gonfle à son tour jusqu'à atteindre à nouveau la position montrée en traits pleins sur la figure 5, dans laquelle le volet 25 est dans la position d'ouverture minimale de la bouche 24. Le dispositif est alors prêt pour un autre cycle de fonctionnement.

II est à noter que tant que les vessies 21,22 ne sont pas complètement remplies, il règne à l'intérieur de la canalisation 23 une dépression qui plaque le manchon souple 42 contre la tubulure 41 et empêche, par conséquent, un vidage de l'air par cette tubulure.

On voit donc qu'avec le dispositif selon l'invention, on obtient un dispositif de commande à distance et de temporisation particulièrement simple et efficace et ne nécessitant aucun moteur, ni temporisation électriques coûteux.

Ce dispositif est, en outre, très simple à installer et n'impose notamment aucune condition de sécurité particulière.

Enfin, aucun dispositif de filtrage particulier n'est nécessaire pour éviter le colmatage de l'ouverture de remplissage lent puisque le dispositif de remplissage lent est tout simplement formé par un tube rempli de coton ou similaire et ce dispositif est donc pratiquement insensible aux poussières et similaires.

Avec le dispositif décrit précédemment, dans lequel la vessie 21 est prévue de façon à pouvoir subir des variations de volume cinq fois plus grandes que celles de la vessie 22 et dans lequel l'effort du ressort de rappel 37 est sept fois plus grand que celui exercé par le ressort de rappel 31, une temporisation de 30 mn peut être obtenue, pour une dépression moyenne de 0,2 bar entretenue par le ressort de rappel 37, une variation de volume de 20 cm3 de la vessie 21 et un dispositif de remplissage réalisé par un tube de diamètre égal à 4 mm et de longueur 5 cm, alors que, pour les dispositifs connus, une temporisation de durée similaire était obtenue avec un orifice de quelques 1/100 de mm.

Bien entendu, la durée de la temporisation obtenue avec le dispos sitif selon l'invention dépend du volume des deux vessies ou cléments de volume variable ; elle est également proportionnelle à la longueur du tronçon de tubulure 45 rempli de coton et elle peut être reproduite sans problème.

Dans le cas de l'exemple décrit ci-avant, du coton ou similaire est comprimé dans le tube. Cette compression est réalisée en prenant un tube 45 en matériau thermorétractable, en introduisant le coton à l'intérieur de celui-ci et en chauffant ce tube 45 de façon à comprimer le coton par rétraction du tube.

Le dispositif de remplissage lent pourrait également être réalisé par remplissage d'un boîtier avec du coton et compression de ce dernier au moyen d'un couvercle relié à ce boîtier, ce couvercle comportant sur sa face interne des nervures ou similaires qui forment avec le fond du boîtier une tubulure, une fois que ce couvercle est assemblé au boîtier.

Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation décrite ci-avant à titre d'exemple non limitatif; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes d'exécution mettant en oeuvre des moyens similaires ou équivalents.

Claims (10)

1. - REVENDICATIONS

   1- Dispositif pneumatique de commande à distance et de temporisation de l'ouverture d'une vanne ou similaire, du type comprenant une temporisation pneumatique formée par un élément de volume variable (1,21) auquel sont associés des moyens de rappel (37) vers un volume maximum, ainsi que des moyens de vidage à soupape (9,29) et de remplissage lent (8,28) par de l'air, caractérisé en ce qu'il comprend un second élément de volume variable (2,22) muni de moyens de rappel (25) vers un volume maximum et relié au premier élément de volume variable (1,21) par une tubulure de liaison étanche (3,23), en ce que ce second élément de volume variable (2,22) est associé à la vanne (5,25) ou similaire et est apte à modifier l'ouverture de celle-ci, la position d'ouverture minimum de la vanne (5,25) étant obtenue pour le volume maximum de ce second élément de volume variable (2,22) et en ce que la capacité du second élément de volume variable (2,22) et la force de rappel exercée sur celui-ci sont inférieures respectivement à la capacité et la force de rappel du premier élément de volume variable (1,21).
2. 2- Dispositif pneumatique de commande et de temporisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de remplissage lent (28) sont formés par un tube (45) de faible diamètre obturé au moins partiellement par un matériau perméable à l'air.
3. 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau perméable à l'air est un matériau fibreux tel que de l'ouate, du coton chirurgical et en ce qu'il est comprimé à l'intérieur du tube (45).
4. 4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tube (45) est en un matériau thermorétractable et en ce qu'il est chauffé après remplissage par le matériau fibreux, afin de comprimer celui-ci.
5. 5- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens de remplissage sont formés par un boîtier ou similaire rempli de matériau fibreux compacté.
6. 6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de vidage à soupape (29) sont formés par une tubulure (41) percée et recouverte d'un manchon souple (42) apte à se dilater en cas de surpression dans la tubulure (41) et à découvrir les trous ménagés dans celle-ci.
7. 7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments à volume variable (1,2) sont formés par des soufflets.
8. 8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments à volume variable (21,22) sont formés par des vessies ou ballonnets.
9. 9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le volet (25) de fermeture de la bouche (24) est lié à la vessie (22) par des picots ou similaires et en ce que des moyens de butée (24b) limitent l'ouverture maximale de la bouche (24).
10. 10- Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'un volet d'actionnement est lié à la vessie (21) par des picots ou similaires et en ce que des moyens de butée (34c) sont prévus pour limiter le volume maximal de la vessie (21).