FR3132558A1 - Clé de manœuvre d’une vanne - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une clé de manœuvre d’une vanne disposée dans une bouche, la clé de manœuvre comprenant : - un arbre de manœuvre creux, qui s’étend d’une extrémité proximale vers une extrémité distale ; - un train épicycloïdal, disposé à l’extrémité distale de l’arbre de manœuvre, et configuré pour imposer à une vanne disposée dans une bouche un couple, dit couple de sortie, dès lors qu’un couple, dit couple d’entrée, est exercé sur l’arbre de manœuvre, le couple de sortie étant supérieur au couple d’entrée. Figur e 1
Description
La présente invention se rapporte au domaine des réseaux de distribution de fluides, et plus particulièrement de gaz domestique. La présente invention concerne une clé de manœuvre d’une vanne d’un réseau de distribution. Notamment, la clé de manœuvre selon la présente invention est configurée pour démultiplier un effort exercé par un opérateur sur ladite vanne en vue de la manœuvre de cette dernière.
La distribution de fluides, et plus particulièrement de gaz, implique la mise en œuvre d’un réseau de transport et de distribution complexe et ramifié. Ce réseau, qui doit répondre à nombre d’exigences en termes de sécurité et de possibilité de maintenance, est pourvu de vannes adéquatement disposées afin de pouvoir isoler des sections choisies dudit réseau.
Ces vannes, logées dans des bouches en affleurement avec le sol d’une voirie, peuvent être manœuvrées au moyen d’une clé de manœuvre. Cette dernière peut comprendre un arbre principal au bout duquel est disposé un embout dans lequel peut être engagée une vanne. La clé de manœuvre comprend également un manche fixé à l’arbre principal et qui permet à un opérateur d’exercer un effort afin de manœuvrer la vanne considérée.
Toutefois, il est des situations pour lesquelles la manœuvrabilité des vannes est altérée. Notamment, les vannes des réseaux de distribution de gaz, qui sont exposées à l’humidité et à la saleté ambiante, peuvent être grippées, et dans certains cas bloquées, rendant par voie de conséquence leur manœuvrabilité au moyen des clés de manœuvre difficile, voire impossible.
De telles situations peuvent requérir le remplacement de vannes et ainsi engendrer des coûts d’exploitation importants et susceptibles d’être supportés par les gestionnaires du réseau considéré. De manière alternative, le manche fixé à l’arbre principal de la clé de manœuvre peut être muni d’une rallonge afin d’augmenter le couple exercé sur la vanne. Dans la mesure où la mise en œuvre d’une rallonge ne permet pas de calibrer l’amplitude de l’effort exercé sur la vanne, cette solution n’est pas satisfaisante.
Un but de la présente invention est donc de proposer une clé de manœuvre permettant de manœuvrer une vanne qu’elle soit grippée ou non.
Un autre but de la présente invention est de proposer une clé de manœuvre plus ergonomique et permettant de limiter les efforts que doit exercer un opérateur lors de la manœuvre d’une vanne.
Un autre but de la présente invention est de proposer une clé de manœuvre permettant de calibrer l’amplitude de l’effort exercé sur une vanne.
Les buts de la présente invention sont, au moins en partie, atteints par une clé de manœuvre d’une vanne disposée dans une bouche, la clé de manœuvre comprenant :
- un arbre de manœuvre creux, qui s’étend d’une extrémité proximale vers une extrémité distale ;
- un train épicycloïdal, disposé à l’extrémité distale de l’arbre de manœuvre, et configuré pour imposer à une vanne disposée dans une bouche un couple, dit couple de sortie, dès lors qu’un couple, dit couple d’entrée, est exercé sur l’arbre de manœuvre, le couple de sortie étant supérieur au couple d’entrée.
Selon un mode de mise en œuvre, le train épicycloïdal est du type parallèle, et comprend un engrenage planétaire, un engrenage couronne et au moins un engrenage satellite, l’au moins un engrenage satellite étant porté par un porte satellite en liaison pivot avec l’arbre de manœuvre, tandis que l’engrenage planétaire est en liaison fixe avec l’arbre de manœuvre et est configuré pour engrener avec l’au moins un engrenage satellite.
Selon un mode de mise en œuvre, le porte satellite comprend, de l’extrémité proximal vers l’extrémité distale, une plaque supérieure et une plaque inférieure, entre lesquelles chaque engrenage satellite est monté pivotant autour d’un arbre, dit arbre satellite, et parallèle à l’arbre de manœuvre.
Selon un mode de mise en œuvre, l’arbre satellite est lié selon une liaison fixe à l’une et l’autre de la plaque supérieure et de la plaque inférieure.
Selon un mode de mise en œuvre, ladite clé de manœuvre comprend une allonge, de section non circulaire, configurée pour être montée selon une liaison glissière avec la plaque inférieure de sorte que la rotation de cette dernière entraine également l’allonge selon un mouvement de rotation autour de l’axe d’élongation de l’arbre de manœuvre.
Selon un mode de mise en œuvre, la plaque inférieure comprend un passage, dit passage central, dont la section présente une forme conforme à la section de l’allonge.
Selon un mode de mise en œuvre, un passage, dit passage principal, est ménagé dans le train épicycloïdal et l’arbre de manœuvre coaxialement au passage central et la direction d’élongation dudit arbre de manœuvre de manière à permettre le coulissement de l’allonge.
Selon un mode de mise en œuvre, ladite clé de manœuvre comprend également des moyens d’encastrement configurés pour prévenir tout mouvement de rotation de l’engrenage couronne dès lors que la clé de manœuvre est engagée pour manœuvrer une vanne.
Selon un mode de mise en œuvre, les moyens d’encastrement comprennent une plaque d’adaptation encastrable contre une bouche logeant une vanne, et des goupilles mécaniquement solidaires de l’engrenage couronne et configurées pour être encastrées dans des ouvertures ménagées dans la plaque d’adaptation.
Selon un mode de mise en œuvre, ladite clé comprend un moyen d’indexation configuré pour indiquer la course angulaire de l’engrenage planétaire lorsque on exerce une manœuvre en rotation de l’arbre de manœuvre.
Selon un mode de mise en œuvre, ladite clé de manœuvre comprend en outre un manche mécaniquement solidaire de l’arbre de manœuvre et qui s’étend selon une direction essentiellement perpendiculaire audit arbre de manœuvre.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquelles :
La présente invention concerne une clé de manœuvre d’une vanne logée dans une bouche. Notamment la clé de manœuvre selon la présente invention met en œuvre un train épicycloïdal destiné à démultiplier l’effort exercé par un opérateur lors de la manœuvre d’une vanne au moyen de la clé de manœuvre.
Plus particulièrement la clé de manœuvre selon la présente invention comprend un arbre de manœuvre creux, qui s’étend d’une extrémité proximale vers une extrémité distale. La clé de manœuvre comprend également un train épicycloïdal, disposé à l’extrémité distale de l’arbre de manœuvre, et configuré pour imposer à une vanne disposée dans une bouche un couple, dit couple de sortie, dès lors qu’un couple, dit couple d’entrée, est exercé sur l’arbre de manœuvre, le couple de sortie étant supérieur au couple d’entrée.
La est une représentation d’une clé de manœuvre 10 conforme aux principes de la présente invention.
Notamment, la clé de manœuvre 10 comprend un arbre de manœuvre 20 qui s’étend longitudinalement d’une extrémité proximale 21 vers une extrémité distale 22. Plus particulièrement, l’arbre de manœuvre 20 est creux, et peut comprendre, au niveau de son extrémité proximale 21, un manche 23 qui s’étend selon une direction essentiellement perpendiculaire audit arbre de manœuvre 20.
De manière alternative au manche, l’homme du métier pourra considérer un dispositif à cliquet pour la manœuvre de la clé.
Toujours de manière alternative au manche, l’homme du métier pourra considérer un moteur pour la manœuvre de la clé.
Le manche 23 peut notamment comprendre deux poignées 23a, 23b disposées symétriquement par rapport à l’axe d’élongation de l’arbre de manœuvre 20.
La clé de manœuvre 10 comprend également un train épicycloïdal 30, disposé à l’extrémité distale de l’arbre de manœuvre, et configuré pour imposer à une vanne disposée dans une bouche un couple, dit couple de sortie, dès lors qu’un couple, dit couple d’entrée, est exercé sur l’arbre de manœuvre, le couple de sortie étant supérieur au couple d’entrée.
Notamment, le train épicycloïdal 30 peut être plan mais également sphérique.
La suite de la description ne fait référence qu’à un train épicycloïdal plan, mais l’homme du métier, sur la base la présente description et de ses connaissances générales, pourra considérer la mise en œuvre de tout autre type de train épicycloïdal.
Le train épicycloïdal 30 selon la présente invention comprend une pluralité d’engrenages. Notamment, le train épicycloïdal comprend les éléments suivants :
- un engrenage planétaire
- au moins un engrenage satellite
- un engrenage couronne.
Tel qu’illustré à la , l’au moins un engrenage satellite 31a, 31b et 31c (trois engrenages satellite sur la ) et l’engrenage planétaire 32 sont disposés intérieurement à l’engrenage couronne 32. Les engrenages satellites 31a, 31b, et 31c sont également configurés pour s’engrener avec l’engrenage planétaire 32 et l’engrenage couronne 33. En d’autres termes, les engrenages satellites 31a, 31b, et 31c s’interposent entre l’engrenage planétaire 32 et l’engrenage couronne. Par ailleurs, les axes de rotation de l’engrenage planétaire 32 et de l’engrenage couronne 33 sont confondus, avec un axe d’élongation de l’arbre de manœuvre.
En fonctionnement, l’entrainement en rotation de l’engrenage planétaire 32 selon un sens de rotation, dit sens direct, met en mouvement les engrenages satellites 31a, 31b et 31c. Plus particulièrement, ce mouvement des satellite 31a, 31b et 31c décrit une trajectoire suivant une épicycloïde. Il est entendu, sans qu’il soit nécessaire de le préciser, qu’en fonctionnement l’engrenage couronne 33 est maintenu fixe. En d’autres termes, l’engrenage couronne 33 est dans une position lui interdisant tout mouvement de rotation.
Selon la présente invention, l’engrenage planétaire 32 est en liaison fixe avec l’arbre de manœuvre 20. Plus particulièrement, l’engrenage planétaire 32 est disposé dans le prolongement, par l’extrémité distale 22, de l’arbre de manœuvre 20. Ainsi, l’entrainement en rotation de l’engrenage planétaire 32 peut être obtenu en faisant pivoter l’arbre de manœuvre 20 autour de son axe d’élongation.
La liaison fixe entre l’engrenage planétaire 32 et l’arbre de manœuvre 20 peut être réalisée au moyen d’un manchon 40 prenant la forme d’un tube creux ( , et ). L’engrenage planétaire 32 peut être de forme annulaire et encastré autour du manchon 40 ( et ).
Les engrenages satellites 31a, 31b et 31c sont également maintenus par un porte satellite 34a, 34b ( ). A cet égard, le porte satellite est en liaison pivot avec l’arbre de manœuvre 20 et autour de l’axe d’élongation dudit arbre de manœuvre 20. Plus particulièrement, le porte satellite comprend une plaque supérieure 34a et une plaque inférieure 34b entre lesquelles sont maintenus en liaison pivot les engrenages satellites 31a, 31b et 31c. Notamment, le porte satellite comprend dans l’ordre, dans le sens de l’extrémité proximale vers l’extrémité distale, la plaque supérieure 34a et la plaque inférieure 34b.
La plaque supérieure 34a, représenté à la est de forme annulaire et comprend des ouvertures supérieures axiales 35a et des ouvertures supérieures de maintien 36a traversantes.
De manière équivalente, la plaque inférieure 34b, représenté à la est de forme annulaire et comprend des ouvertures inférieures axiales 35b et des ouvertures inférieures de maintien 36b traversantes.
La plaque supérieure 34a et la plaque inférieure 34b sont configurées pour être disposées l’une en face de l’autre, avec d’une part chaque ouverture supérieure axiale 35a en correspondance avec une ouverture inférieure axiale 35b, et d’autre part, chaque ouverture supérieure de maintien 36a en correspondance avec une ouverture inférieure de maintien 36b. Plus particulièrement, la plaque supérieure 34a et la plaque inférieure 34b maintiennent entre elles les engrenages satellites 31a, 31b et 31c. Notamment, chaque engrenage satellite 31a, 31b et 31c est en liaison pivot avec l’une et l’autre de la plaque supérieure 34a et de la plaque inférieure 34b.
A cet égard, chaque engrenage satellite 31a, 31b et 31c est en liaison pivot via un arbre, dit arbre satellite 37a, 37b et 37c, parallèle à l’arbre de manœuvre 20 ( ). De manière avantageuse, chaque arbre satellite 37a, 37b et 37c coopère avec une ouverture supérieure axiale 35a et une ouverture inférieure axiale 35b en correspondance l’une de l’autre.
La plaque supérieure 34a et la plaque inférieure 34b sont également mécaniquement solidaires l’une de l’autre. Notamment, ce maintien peut mettre en œuvre des tirants 39a, 39b et 39c coopérant avec les ouvertures supérieures de maintien 36a et les ouvertures inférieures de maintien 36b.
De manière avantageuse, la clé de manœuvre 10 comprend une allonge 50 ( ), de section non circulaire, configurée pour être montée selon une liaison glissière avec la plaque inférieure 34b de sorte que la rotation de cette dernière entraine également l’allonge selon un mouvement de rotation autour de l’axe d’élongation de l’arbre de manœuvre 20. Par exemple, l’allonge 50 peut présenter une section de forme carrée, de forme triangulaire, de forme hexagonale, de forme ovale, de forme agrume. Notamment, la section de l’allonge 50 est conforme à la forme de la vanne destinée à être manœuvrée de manière à permettre un couplage de la vanne et de l’extrémité libre de l’allonge 50.
Par « forme agrume », on entend une forme généralement circulaire et pourvue de décrochements (ou bourrelet) en au moins deux sections de sa périphérie (tel que la forme d’un citron).
De manière avantageuse, la plaque inférieure 34b, comprend un bague annulaire 51 ( ) qui s’étend à partir d’une face libre de la plaque inférieure et manageant un passage, dit passage central, qui présente une section conforme celle de l’allonge 50.
Toujours de manière avantageuse, un passage, dit passage principal, est ménagé dans le train épicycloïdal et l’arbre de manœuvre coaxialement au passage central PC et la direction d’élongation dudit arbre de manœuvre de manière à permettre le coulissement de l’allonge 50. Selon cette configuration, il est possible d’ajuster une longueur de projection de l’allonge 50. Il est entendu, sans qu’il soit nécessaire de le préciser, que l’ouverture du passage principal présente une surface dans laquelle est circonscrite la surface associée à l’ouverture du passage central. Ce dernier aspect permet ainsi la rotation de l’allonge 51 sans interagir avec l’engrenage planétaire et l’arbre de manœuvre.
L’engrenage couronne est également monté en liaison pivot avec l’arbre de manœuvre 20. Ce montage peut impliquer la mise en œuvre de plaques secondaires dites, respectivement plaque secondaire supérieure 41a et plaque secondaire inférieure 41b, présentant une forme annulaire.
Chacune des plaques secondaire est, à cet égard, mécaniquement solidaire de l’engrenage couronne 33. Il entendu que l’engrenage couronne est coplanaire avec les engrenages satellite et l’engrenage planétaire.
Les plaques supérieure 34a et inférieure 34b sont intercalées entre les plaques secondaires.
Plus particulièrement, la plaque secondaire supérieure 41a comprend une ouverture traversée par l’arbre de manœuvre 20, et est disposée contre la plaque supérieure 34a. La plaque secondaire inférieure 41b comprend une ouverture traversée par bague annulaire 51, et est disposée contre la plaque inférieure 34b.
Il est entendu que la disposition d’une plaque secondaire contre l’une ou l’autre des plaques inférieure et supérieure ne constitue pas un asservissement. En d’autres termes, une plaque secondaire peut pivoter selon un sens de rotation inverse à celui des plaques supérieure et inférieure.
La clé de manœuvre 10 peut également comprendre des moyens d’encastrement configurés pour prévenir tout mouvement de rotation de l’engrenage couronne 33 dès lors que la clé de manœuvre 10 est engagée pour manœuvrer une vanne.
A titre d’exemple, les moyens d’encastrement comprennent une plaque d’adaptation 60 encastrable ( ) contre une bouche logeant une vanne, et des goupilles 61 mécaniquement solidaires de l’engrenage couronne et configurées pour être encastrées dans des ouvertures ménagées 62 dans la plaque d’adaptation 60. La plaque d’adaptation 60 comprend également une ouverture principale 63 par laquelle l’allonge peut passer afin de permettre son couplage avec la vanne.
La mise en œuvre de la clé de manœuvre 10 pour la manœuvre d’une vanne disposée au fond d’une bouche implique en premier de positionner une plaque d’adaptation 60 en recouvrement de ladite bouche.
La plaque d’adaptation 60 présente une forme adaptée à la bouche considérée.
Cette étape est suivie du positionnement de la clé de manœuvre 10 contre la plaque d’adaptation. Notamment, les goupilles 61 sont insérées dans des ouvertures 62 de la plaque d’adaptation, tandis que l’allonge est couplée avec la vanne disposée au fond de la bouche. A cet égard, il peut être requis d’ajuster la longueur d’allonge se projetant extérieurement à la plaque inférieure 34b.
Cette étape permet ainsi de figer l’engrenage couronne 33 et ainsi d’empêcher sa rotation lorsqu’un effort est exercé sur l’arbre de manœuvre afin de le faire pivoter.
Enfin, dès lors que le couplage entre l’allonge et la vanne est réalisé, un effort peut être exercé sur l’arbre de manœuvre 20 afin de le faire pivoter autour de son axe d’élongation. lors de sa rotation, l’arbre de manœuvre 20 entraine l’engrenage planétaire 32 selon un sens et une vitesse de rotation identiques.
Par effet d’engrènement, les engrenages satellites pivotent également pour décrire un mouvement épicycloïdal et entrainent avec eux le porte satellite, et donc l’allonge, selon un sens de rotation inverse à celui de l’arbre de manœuvre 20. Dans son mouvement, l’allonge entraîne en rotation la vanne avec laquelle elle est couplée.
La mise en œuvre du train épicycloïdal permet ainsi de limiter l’effort qu’un opérateur doit exercer pour manœuvrer une vanne.
De manière complémentaire, la clé de manœuvre peut comprendre un moyen d’indexation configuré pour indiquer la course angulaire de l’engrenage planétaire lors de la manœuvre en rotation de l’arbre de manœuvre. Ce dernier aspect permet de contrôler l’amplitude de manœuvre de la vanne.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l’invention tel que défini par les revendications.
Claims (11)
- Clé de manœuvre (10) d’une vanne disposée dans une bouche, la clé de manœuvre (10) comprenant :
- un arbre de manœuvre (20) creux, qui s’étend d’une extrémité proximale (21) vers une extrémité distale (22) ;
- un train épicycloïdal (30), disposé à l’extrémité distale (22) de l’arbre de manœuvre (20), et configuré pour imposer à une vanne disposée dans une bouche un couple, dit couple de sortie, dès lors qu’un couple, dit couple d’entrée, est exercé sur l’arbre de manœuvre (20), le couple de sortie étant supérieur au couple d’entrée. - Clé de manœuvre (10) selon la revendication 1, dans laquelle le train épicycloïdal (30) est du type parallèle, et comprend un engrenage planétaire (32), un engrenage couronne (33) et au moins un engrenage satellite (31a, 31b, 31c), l’au moins un engrenage satellite (31a, 31b, 31c) étant porté par un porte satellite en liaison pivot avec l’arbre de manœuvre (20), tandis que l’engrenage planétaire (32) est en liaison fixe avec l’arbre de manœuvre (20) et est configuré pour engrener avec l’au moins un engrenage satellite (31a, 31b, 31c).
- Clé de manœuvre (10) selon la revendication 2, dans laquelle le porte satellite comprend, dans le sens de l’extrémité proximale (21) vers l’extrémité distale (22), une plaque supérieure (34a) et une plaque inférieure (34b), entre lesquelles chaque engrenage satellite (31a, 31b, 31c) est monté pivotant autour d’un arbre, dit arbre satellite (37a, 37b, 37c), et parallèle à l’arbre de manœuvre (20).
- Clé de manœuvre (10) selon la revendication 3, dans laquelle l’arbre satellite (37a, 37b, 37c) est lié selon une liaison fixe à l’une et l’autre de la plaque supérieure (34a) et de la plaque inférieure (34b).
- Clé de manœuvre (10) selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle ladite clé de manœuvre (10) comprend une allonge (50), de section non circulaire, configurée pour être montée selon une liaison glissière avec la plaque inférieure (34b) de sorte que la rotation de cette dernière entraine également l’allonge (50) selon un mouvement de rotation autour de l’axe d’élongation de l’arbre de manœuvre (20).
- Clé de manœuvre (10) selon la revendication 5, dans laquelle la plaque inférieure (34b) comprend un passage, dit passage central, dont la section présente une forme conforme à la section de l’allonge (50).
- Clé de manœuvre (10) selon la revendication 6, dans laquelle un passage, dit passage principal, est ménagé dans le train épicycloïdal (30) et l’arbre de manœuvre (20) coaxialement au passage central et la direction d’élongation dudit arbre de manœuvre (20) de manière à permettre le coulissement de l’allonge (50).
- Clé de manœuvre (10) selon l’une des revendications 2 à 7, dans laquelle ladite clé de manœuvre (10) comprend également des moyens d’encastrement configurés pour prévenir tout mouvement de rotation de l’engrenage couronne (33) dès lors que la clé de manœuvre (10) est engagée pour manœuvrer une vanne.
- Clé de manœuvre (10) selon la revendication 8, dans laquelle les moyen d’encastrement comprennent une plaque d’adaptation encastrable contre une bouche logeant une vanne, et des goupilles mécaniquement solidaires de l’engrenage couronne (33) et configurées pour être encastrées dans des ouvertures ménagées dans la plaque d’adaptation.
- Clé de manœuvre (10) selon l’une des revendications 2 à 9, dans lequel ladite clé de manœuvre (10) comprend un moyen d’indexation configuré pour indiquer la course angulaire de l’engrenage planétaire (32) lors de la manœuvre en rotation de l’arbre de manœuvre (20).
- Clé de manœuvre (10) selon l’une des revendications 1 à 10, dans laquelle ladite clé de manœuvre (10) comprend en outre un manche mécaniquement solidaire de l’arbre de manœuvre (20) et qui s’étend selon une direction essentiellement perpendiculaire audit arbre de manœuvre (20).
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| US20210381615A1 (en) * | 2020-06-08 | 2021-12-09 | Caterpillar Inc. | Valve Cap Adapter and Arrangement and Method of Removing a Valve Cap |
-
2022
- 2022-02-04 FR FR2201001A patent/FR3132558A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-02-03 WO PCT/EP2023/052726 patent/WO2023148348A1/fr unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998003845A1 (fr) * | 1996-07-23 | 1998-01-29 | Thomas Beyert | Dispositif de mesure de l'angle d'une vis |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023148348A1 (fr) | 2023-08-10 |
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