CH666335A5

CH666335A5 - Valve equilibree a commande par electro-aimant.

Info

Publication number: CH666335A5
Application number: CH5097/85A
Authority: CH
Inventors: William Joseph Chorkey
Original assignee: Chorkey William J
Priority date: 1984-12-03
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1988-07-15
Also published as: US4598736A; DE3524639A1; GB2167835B; KR860005177A; SE8502738L; KR890001019B1; IT8547947A0; JPS61136075A; AU5043085A; FR2574149A1; DE3524639C2; MX162578A; SE463435B; FR2574149B1; SE8502738D0; ES8700404A1; ES549486A0; CN85109390A; CN1011734B; CA1213812A

Description

DESCRIPTION

L'invention concerne une valve équilibrée à commande par électro-aimant.

35 On connaît des valves à trois voies et à quatre voies qui commandent l'écoulement d'un fluide, air ou huile hydraulique, vers un dispositif qu'il faut commander par du fluide sous pression, comme une autre valve ou un vérin ou moteur fluidique. Jusqu'à présent, les valves commandées par solénoïde exigent une grande poussée due 40 au solénoïde quand la valve sert à commander des fluides sous haute pression, afin de surmonter la pression de ressort nécessaire pour maintenir le plongeur de l'électro-aimant ou solénoïde en position fermée. Le problème résolu par la présente invention est l'élimination de la nécessité d'une grande poussée de solénoïde dans une 45 valve commandée par électro-aimant ou solénoïde, du fait de la fourniture d'un dispositif remarquable d'équilibrage, qui équilibre le plongeur du solénoïde ou électro-aimant.

Un exemple d'un robinet ou valve à trois voies, commandé par électro-aimant, de l'art antérieur, avec équilibrage de pression, est il-50 lustré dans le brevet US-A-3 865 140. Cependant, la valve commandée par solénoïde, décrite dans le brevet cité, ne comporte pas de dispositif d'équilibrage direct du plongeur, ou armature de solénoïde, et elle implique une structure compliquée d'équilibrage hydraulique comprenant un fonctionnement de valves ou soupapes en tandem, 55 des orifices de passage et autres structures associées.

Selon la présente invention, il est fourni une valve ou robinet à trois voies et à quatre voies, du type commandé par électro-aimant, valve équilibrée et qui présente un faible encombrement. Les valves à commande par solénoïde (ou électrovalve), avec un dispositif 60 d'équilibrage, que l'on fabrique selon l'invention, peuvent servir pour des fonctions séparées de commande par valves à trois voies ou à quatre voies, ou bien elles peuvent servir de valves pilotes en combinaison avec d'autres valves, comme une valve à trois voies ou à quatre voies, comportant un tiroir principal, c'est-à-dire un distribues teur à trois ou quatre voies, pour la commande de ce dernier.

La présente invention résout le problème précité d'équilibrage d'une électrovalve en fournissant une valve définie dans la revendication 1.

3

666335

L'invention sera maintenant décrite plus en détail, à titre illustra-tif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels:

la figure 1 est une coupe en élévation d'une électrovalve à trois voies comportant un dispositif d'équilibrage, réalisée selon la présente invention, la figure montrant la valve en position de non-excitation;

la figure 2 est une coupe horizontale fragmentaire, le long de la ligne 2-2, de la valve représentée sur la figure 1, quand on regarde dans la direction des flèches apparaissant sur la figure 1 ;

la figure 3 est une élévation fragmentaire (avec arrachement de certaines parties), le long de la ligne 3-3, de la valve représentée sur la figure 1, quand on regarde dans la direction des flèches apparaissant sur la figure 1 ;

la figure 4 est une coupe en élévation, semblable à la figure 1, de la valve à trois voies représentée sur la figure 1, et montrant cette valve à trois voies en position d'excitation;

la figure 5 est une coupe en élévation, semblable à la figure 1, et montrant la même valve à trois voies que celle représentée sur la figure 1, mais montrant la valve équipée d'un orifice de sortie de pièce polaire qui est fileté en vue de son raccordement à un tube de sortie;

la figure 6 est une coupe en élévation d'une électrovalve à quatre voies, avec dispositif d'équilibrage, fabriquée selon la présente invention, la figure montrant la valve en position de non-excitation;

la figure 7 est une coupe en élévation, semblable à la figure 6, et montrant la valve à quatre voies de la figure 6 en position d'excitation;

la figure 8 est une coupe en élévation, semblable à la figure 6, et montrant la valve à quatre voies de la figure 6 équipée d'un orifice de sortie de pièce polaire qui est fileté pour être raccordé à un tube de sortie;

la figure 9 est une vue réduite dans le plan inférieur, le long de la ligne 9-9 de la figure 8, de la valve, ou distributeur, à quatre voies que cette figure 8 montre, quand on regarde dans la direction des flèches apparaissant sur la figure 8;

la figure 10 est une vue en perspective et en élévation fragmentaire, montrant en partie l'élément électromagnétique de manœuvre, d'une électrovalve à quatre voies réalisée selon l'invention, et qui est équipée d'un corps de valve ayant un élément supérieur et un élément inférieur de corps de valve, lesdits éléments supérieur et inférieur étant ajustables, l'un par rapport à l'autre, de manière à placer leurs orifices en différentes positions;

la figure 11 est une vue en perspective en élévation, semblable à la figure 10, et montrant l'élément inférieur du corps de valve tourné vers une position différente de celle représentée sur cette figure 10;

la figure 12 est une coupe en élévation le long de la ligne 12-12 (avec enlèvement de certaines parties) de la structure de la valve, ou distributeur, à quatre voies que la figure 10 représente et, quand on regarde dans la direction des flèches, apparaissant sur cette figure 10;

la figure 13 est une vue de dessus de l'élément supérieur du corps de valve représenté sur la figure 12, le long de la ligne 13-13 de cette figure 12, et quand on regarde dans la direction des flèches;

la figure 14 est une vue en élévation arrière de l'élément supérieur du corps de valve représenté sur la figure 13, vu le long de la ligne

14-14 de la figure 13, quand on regarde dans la direction des flèches; la figure 15 est une élévation latérale droite de l'élément supérieur du corps de valve représenté sur la figure 13, le long de la ligne

15-15 de cette figure 13, quand on regarde dans la direction des flèches;

la figure 16 est une vue plane inférieure, avec enlèvement de certaines parties, le long de la ligne 16-16, de l'élément supérieur du corps de valve représenté sur la figure 12, quand on regarde dans la direction des flèches;

la figure 17 est une élévation gauche de l'élément supérieur du corps de valve représenté sur la figure 13, le long de la ligne 17-17 de cette figure 13, quand on regarde dans la direction des flèches; la figure 18 est une coupe en élévation de la structure de l'élément supérieur du corps de valve représenté sur la figure 13, le long de la ligne 18-18 de cette figure 13, quand on regarde dans la direction des flèches;

la figure 19 est une coupe fragmentaire en élévation du siège supérieur de la soupape, siège formé dans l'élément supérieur du corps de valve;

la figure 20 est une vue en plan supérieure, avec enlèvement de certaines parties, le long de la ligne 20-20, de l'élément inférieur du corps de valve représenté sur la figure 12, quand on regarde dans la direction des flèches;

la figure 21 est une élévation latérale de gauche, le long de la ligne 21-21, de l'élément inférieur du-corps de valve représenté sur la figure 20, quand on regarde dans la direction des flèches;

la figure 22 est une élévation latérale droite, le long de la ligne 22-22, de l'élément inférieur du corps de valve représenté sur la figure 20, quand on regarde dans la direction des flèches, et la figure 23 est une vue plane inférieure, le long de la ligne 23-23, de l'élément inférieur du corps de valve représenté sur la figure 22, quand on regarde dans la direction des flèches.

En se référant maintenant aux dessins, et plus particulièrement à la figure 1, on voit que l'indice 10 de référence désigne de façon générale un corps de valve ou robinet à trois voies, fabriqué selon l'invention. L'indice 12 désigne un élément électromagnétique de manœuvre et l'indice 11 désigne de façon générale un raccord fixé à l'orifice de sortie d'une pièce polaire pour maintenir ensemble les diverses parties de l'élément électromagnétique 12 de manœuvre. Comme représenté sur les figures 1 et 2, l'élément électromagnétique 12 de manœuvre comprend un tube cylindrique 15 de guidage de l'armature d'électro-aimant, ce tube présentant une extrémité inférieure 16 élargie qui est filetée à sa périphérie externe, comme indiqué par l'indice 17. Le corps de valve 10 comporte, à son extrémité supérieure, un creux s'étendant vers le bas et l'intérieur et présentant un filetage interne ou taraudage, comme indiqué par l'indice 18, pour loger par vissage la partie filetée 17 de l'extrémité inférieure 16 du tube 15 cylindrique de guidage de l'armature d'électro-aimant.

Comme représenté sur la figure 1, l'extrémité inférieure d'une pièce polaire cylindrique 19 est montée de manière à pouvoir glisser dans l'extrémité supérieure du tube 15 de guidage de l'armature, et l'extrémité supérieure de cette pièce s'étend au-dessus de l'extrémité supérieure du tube 15 de guidage et est fileté extérieurement, comme indiqué par l'indice 20. L'extrémité supérieure filetée 20 de la pièce polaire 19 est destinée à être vissée dans un alésage fileté 21 formé dans le raccord 11 fixé à l'orifice de sortie, du côté inférieur de celui-ci. Une bague torique 22 convenable d'étanchéité est montée dans l'alésage fileté 21 pour jouer un rôle d'étanchéité s'opposant à une fuite de fluide par la jonction, par raccord fileté, entre l'extrémité filetée 20 de pièce polaire et l'alésage fileté 21. Une bague torique 23 convenable pour l'étanchéité est également montée dans l'alésage fileté 18 pour assurer une étanchéité en vue d'éviter une fuite de fluide par la liaison filetée raccordant l'extrémité filetée inférieure 17 du tube 15 de guidage de l'armature et l'alésage fileté 18 du corps de valve 10.

Comme représenté sur la figure 1, la pièce polaire 19 est percée d'un conduit de sortie 25, qui s'étend le long et au centre de la pièce polaire 19 et communique avec un conduit de sortie 26 semblable ménagé dans le raccord 11 monté sur l'orifice de sortie. L'extrémité externe du conduit de sortie 26 comprend un conduit de sortie destiné à déboucher à l'atmosphère ou bien à être relié à un circuit convenable de sortie pour convoyer le fluide sortant par le conduit 26 vers un endroit ou une position souhaitée. L'extrémité inférieure ou interne du conduit de sortie 25 de la pièce polaire débouche sur un siège annulaire 27 de soupape à bord net.

L'élément électromagnétique 12 de manœuvre (ou électroaimant) comprend un enroulement classique 30 d'électro-aimant ou solénoïde qui est disposé autour du tube 15 cylindrique de guidage de l'armature de l'électro-aimant. L'extrémité supérieure de l'enroulement 30 s'appuie contre le côté inférieur 31 du raccord 11 fixé à l'orifice de sortie. L'extrémité inférieure de l'enroulement 30 com-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

666 335

4

porte une surface inférieure étagée, comme indiqué par les indices 32 et 33. Comme on le voit sur la figure 1, les parties 32 et 33 de la surface inférieure étagée de l'enroulement 30 sont destinées à reposer sur des parties 34 et 35 de surface supérieure étagées de l'extrémité inférieure 16 du tube 15 cyclindrique de guidage de l'armature de l'électro-aimant.

L'électro-aimant 12 comprend une bague 38 de fermeture du circuit magnétique, qui est représentée sur la figure 1 comme étant montée autour de l'extrémité supérieure de l'enroulement 30 de l'électro-aimant, l'extrémité inférieure de cette bague reposant sur l'extrémité supérieure 39 du boîtier cylindrique 40 de l'électro-aimant, l'extrémité supérieure de la bague 38 reposant contre l'extrémité inférieure 31 du raccord 11. Comme on le voit sur la figure 1, l'extrémité inférieure 41 du boîtier 40 repose sur la partie de surface échelonnée supérieure 35 de l'extrémité inférieure 16 du tube 15. On voit que le raccord 11 fixé sur l'orifice de sortie joue le rôle d'un organe de retenue quand il est vissé pour venir en position étanche contre les extrémités supérieures de l'enroulement 30 et de la bague 38, pour maintenir ces deux éléments et le boîtier 40 fermement en place sur les parties extrêmes supérieures étagées 34 et 35 de l'extrémité inférieure 16 du tube de guidage. Les indices 42 et 43 de la figure 1 désignent les fils usuels d'alimentation en énergie électrique de l'enroulement 30 d'électro-aimant.

Comme représenté sur les figures 1 et 2, l'armature 47 de l'électro-aimant porte un manchon cylindrique 48 qui y est fixé. L'armature 47 et le manchon 48 sont montés de manière à pouvoir coulisser dans l'alésage ou intérieur cylindrique 46 du tube 15. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, plusieurs fentes longitudinales 49 de sortie sont formées axialement dans le manchon 48 de l'armature, sur la totalité de ce manchon 48. Le tube 15 de guidage, avec son extrémité inférieure 16 qui en fait partie intégrante, constitue un cadre magnétique pour l'armature 47.

Comme on le voit sur la figure 1, l'extrémité supérieure de l'armature 47 comporte un trou 52, s'étendant vers l'intérieur, qui communique avec un trou agrandi, ou chambrage, 53 s'étendant encore davantage vers l'intérieur et le bas de l'armature 47, quand on regarde la figure 1. Un obturateur 54 de valve, ou soupape, ayant en coupe verticale la forme d'un T renversé, comme représenté sur la figure 1, est monté dans le trou 52, la partie agrandie du T de la tête s'appuyant sur l'épaulement formé par la jonction des trous 52 et 53. Un ressort à boudin 55 convenable est monté dans le trou 53, et l'extrémité supérieure de ce ressort est en contact d'appui contre l'obturateur 54, cependant que l'extrémité inférieure de ce ressort s'appuie contre la paroi extrême inférieure du trou 53. L'obturateur 54 est réalisé en n'importe quel matériau convenable, par exemple en une matière élastomère.

Comme représenté sur la figure 1, l'extrémité inférieure du manchon 48 comporte un rebord radial 58, ou bride, qui en fait partie intégrante et se dirige vers l'extérieur, et sur laquelle repose l'extrémité inférieure d'un ressort 59 de rappel de l'armature. L'extrémité inférieure de l'armature 47 et du manchon 48, avec le rebord

58 et le ressort 59 de rappel, sont montés de manière à pouvoir se déplacer dans un creux axial 60 à plus grand diamètre, qui est formé dans l'extrémité inférieure 16 du tube de guidage 15 de l'armature. Le creux ou alésage 60 communique avec l'extrémité inférieure de l'alésage 46 de plus petit diamètre. L'extrémité supérieure du ressort

59 de rappel s'appuie contre l'épaulement formé par l'intersection de l'alésage 46 et de l'alésage ou chambrage 60 à plus grand diamètre. Le ressort 59 de rappel tend normalement à faire descendre l'armature 47 de manière que l'obturateur 64, qui est porté dans l'extrémité inférieure de l'armature 47, vienne en contact d'appui sur le siège 66 de soupape, qui est formé dans le corps 10, comme décrit plus complètement en détail ci-après. L'indice 61 désigne de façon générale un élément de manœuvre manuel destiné à permettre le déplacement manuel, selon les désirs, de l'armature 47 vers le haut pour éloigner l'obturateur 64 de son siège 66.

Comme on le voit sur la figure 1, le corps 10 présente un alésage axial 67 placé dans le prolongement de l'axe de l'armature 47. L'alésage 67 axial s'étend vers le bas dans le corps 10 à partir du siège 66 de soupape. Un conduit d'entrée 68 est formé dans le corps 10 de la valve, et son extrémité interne communique avec l'alésage axial 67, cependant que son extrémité externe communique avec l'extérieur du corps 10 et joue le rôle d'un orifice d'admission. On comprendra que le conduit d'entrée 68 sera normalement relié à une source convenable de fluide sous pression, par exemple une source d'air comprimé. Un passage cylindrique 69 est également formé dans le corps 10 au-dessus du conduit d'entrée 68. Le passage cylindrique 69 communique, par son extrémité interne, avec un alésage 86 du corps 10. L'alésage 86 communique par son extrémité supérieure avec l'alésage 60 de l'extrémité inférieure 16 du tube 15 de guidage de l'armature. Le passage cylindrique 69 joue également le rôle d'un orifice cylindrique de liaison avec un dispositif à alimenter en un fluide sous pression pour faire fonctionner ce dispositif.

Comme représenté sur la figure 1, un dispositif d'équilibrage de l'électro-aimant, indiqué de façon générale par l'indice 72, est monté mobile dans l'alésage axial 67 de façon à pouvoir y effectuer un déplacement axial. Le dispositif 72 comprend un tiroir allongé à rôle d'équilibrage, qui comporte une tige allongée 73 comportant à son extrémité supérieure un rebord annulaire 74 de plus grand diamètre qui fait corps avec cette tige. Une tige filetée 75 prolonge l'extrémité supérieure du rebord 74, comme on le voit sur la figure 1. La tige filetée 75 est montée dans un alésage 77 de l'obturateur 64, et cette tige est vissée dans un alésage taraudé 76 aligné dans l'extrémité inférieure de l'armature 47. Quand l'extrémité 75 est fermement vissée en place, le rebord annulaire 74 s'appuie contre l'obturateur 64, en une position centrale et vers l'intérieur par rapport à la partie de l'obturateur 64 qui est au contact du siège annulaire 66.

Comme on le voit sur la figure 1, la tige 73 d'équilibrage comporte, à son extrémité inférieure, deux rebords 80, espacés le long de cette tige, qui font partie intégrante de celle-ci et entre lesquels est montée une bague torique 81 d'étanchéité destinée à venir en contact glissant étanche avec la surface de l'alésage axial 67. Un trou 82 d'évent est formé dans le corps 10 pour communiquer avec l'extrémité inférieure de l'alésage 67, sous le rebord inférieur 80, de la tige 73 avec l'extérieur du corps 10.

Comme on le voit, la valve ou distributeur que la figure 1 représente se trouve en position de non-excitation. Comme on le voit sur la figure 1, l'armature 47 de l'électro-aimant est en un état équilibré puisque le diamètre, à l'extrémité inférieure de la bague 81 de la tige allongée d'équilibrage 73, est le même que le diamètre du siège 66 de soupape fermé par l'obturateur, ou soupape, 64. Cet effet d'équilibrage que l'on vient de décrire permet de munir l'élément électromagnétique 12 de manœuvre d'un ressort 59 de rappel qui a une légère action de poussée puisqu'il ne lui incombe pas de surmonter la pression du fluide régnant dans l'alésage 67 pour maintenir l'obturateur 64 en position sur le siège 66 quand la valve se trouve en position de non-excitation.

Comme on le voit sur les figures 1 et 3, le corps 10 de la valve comporte un alésage transversal 85 dans lequel est monté, de manière à pouvoir y tourner, un élément de manœuvre manuelle, désigné de façon générale par l'indice 61. L'élément 61 comprend un corps cylindrique qui est monté de manière à pouvoir tourner dans l'alésage 85 et qui comporte dans son extrémité externe une fente 88, prévue pour l'insertion d'un outil pour faire tourner l'élément 61. A son extrémité inférieure, l'élément 61 de manœuvre manuelle comporte une came cylindrique 87 faisant corps avec cet élément et montée en position excentrique. Cette came est destinée à se déplacer vers le haut et à s'appuyer contre le bas 89 du rebord 58 de l'armature 47 quand on fait tourner l'élément 61 de manœuvre manuelle dans une direction en vue de déplacer la came 87 vers le haut pour la faire venir au contact du rebord 58. Une vis 90 de réglage est vissée dans un alésage taraudé 91, qui est formé dans le corps 10 et s'étend longitudinalement vers le bas, comme on le voit sur la figure 1, pour pénétrer dans l'alésage 85. L'extrémité inférieure de la vis 90 est destinée à venir au contact d'une gorge périphérique formée à la surface externe du corps cylindrique de l'élément 61 de manière à maintenir

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

666335

cet élément 61, à l'empêcher d'effectuer un mouvement longitudinal mais à en permettre une rotation. L'élément 61 de manœuvre manuelle comporte une bague torique 92 convenable d'étanchéité, qui est montée dans une gorge périphérique de cet élément.

Quand la valve ou le distributeur, que la figure 1 représente, se trouve en position de non-excitation qui y est représentée, du fluide sous pression entre dans le conduit d'entrée 68, passe dans l'alésage axial 67 et ne peut s'écouler dans le passage cylindrique 69 puisque l'obturateur inférieur 64 repose contre son siège 66. Le fluide sous pression agit avec une pression égale sur les rebords 80 et la bague 81 d'étanchéité à l'extrémité inférieure du dispositif 72 d'équilibrage et sur l'obturateur 64, ce qui équilibre les forces s'exerçant sur l'armature 47 et lui permet de prendre la position représentée sur la figure 1. Dans cette position de la figure 1, le passage cylindrique 69 est relié au passage 26 de sortie par un passage reliant les alésages 60 et 86 et par l'intermédiaire des fentes 49, de l'alésage 46 à l'extrémité supérieure de l'armature 47 et du passage 25 qui communique avec le conduit de sortie 26.

Quand l'élément électromagnétique 12 de manœuvre, ou électroaimant, est excité, l'armature 47 se déplace vers le haut de manière à soulever l'obturateur, ou soupape, inférieur 64 et à l'éloigner de son siège inférieur 66, et aussi à faire venir l'obturateur supérieur 54 s'appuyer en butée contre le siège supérieur 27. Dans la position représentée sur la figure 4, la communication entre le passage cylindrique 69 et le passage 26 de sortie est fermée. Cependant, du fluide sous pression peut circuler du passage 68 d'entrée, en empruntant l'alésage axial 67 et en passant par la zone dégagée du siège inférieur 66 de soupape et en empruntant l'alésage 86 qui communique avec le passage cylindrique 69. Quand l'élément 12 n'est plus excité, le plongeur 47 revient, sous l'action du ressort 59 de rappel, vers la position initiale ou de non-excitation représentée sur la figure 1.

La figure 5 montre une valve à trois voies qui est essentiellement semblable à la valve à trois voies représentée sur les figures 1 à 4, mais qui comporte des orifices filetés pour recevoir des extrémités de tubes de raccordement. Les parties de la forme de réalisation de la figure 5 qui sont les mêmes que les parties de la première forme de réalisation des figures 1 à 4 ont été marquées par les mêmes indices de référence, suivis d'une lettre minuscule «a». Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 5, le raccord 11 de sortie utilisé dans la forme de réalisation de la figure 1 a été remplacé par un écrou indesserrable 95 vissé sur la partie à filetage externe 20a de la pièce polaire 19a, et qui a pour rôle de maintenir en position les diverses parties de l'élément 12a de manœuvre ou électro-aimant, de la même façon que le raccord 11 de sortie de la première forme de réalisation représentée sur les figures 1 à 4. Une bague torique 98 convenable d'étanchéité est montée dans l'écrou 95 autour de la partie filetée 20a de la pièce polaire 19a, en une position voisine de l'extrémité supérieure du tube 15 de guidage de l'armature de l'électro-aimant. La pièce polaire 19a comporte, à son extrémité supérieure ou externe extrême, un passage taraudé 99 de sortie qui communique avec l'extrémité supérieure du passage 25a de sortie.

Le conduit d'entrée 68a du fluide sous pression communique, à son extrémité externe, avec un orifice 96 taraudé d'entrée, à plus grand diamètre. Le passage cylindrique 69a communique, à son extrémité externe, avec un orifice cylindrique taraudé 97.

La forme de réalisation de valves à trois voies de la figure 5 fonctionne de la même façon que celle décrite ci-dessus pour la forme de réalisation de valves à trois voies représentée sur les figures 1 à 4.

Les figures 6 et 7 montrent une forme de valve à quatre voies réalisée selon l'invention. Les parties de la valve à quatre voies représentée sur les figures 6 et 7, qui sont les mêmes que les parties de la valve à trois voies de la première forme de réalisation représentée sur les figures 1 à 4, ont été marquées par les mêmes indices de référence suivis de la minuscule «b».

Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 6 et 7, le corps 10b de valve a été réalisé en deux parties, avec un élément supérieur désigné par l'indice 104 et un élément inférieur désigné par l'indice 105. L'élément inférieur 105 comporte, à sa partie latérale supérieure, un bossage, ou saillie, annulaire 108 destiné à être logé, en pouvant y tourner, dans un creux annulaire 109 formé dans la partie latérale inférieure de l'élément supérieur 104. L'élément inférieur 105 est fixé amoviblement à l'élément supérieur 104 du corps de valve par plusieurs vis 106 convenables, destinées à passer par des trous convenables de l'élément inférieur 105 et à pénétrer dans des alésages taraudés de l'extrémité inférieure de l'élément supérieur 104 du corps de valve.

Comme représenté sur la figure 6, un second passage cylindrique 100 est formé dans l'élément supérieur 104 du corps de valve, en une position située au-dessous du conduit d'entrée 68b. L'extrémité interne du second passage cylindrique 100 communique, par un orifice 101, avec une chambre annulaire transversale 102 qui est formée dans le bossage 108 de l'élément inférieur 105 du corps de valve. La chambre annulaire 102 communique avec l'alésage axial 67b dans lequel est monté coulissant le dispositif d'équilibrage 72b.

Comme représenté sur la figure 6, un second passage 103 menant à un orifice de sortie est formé dans l'élément inférieur 105, et l'extrémité interne de ce passage communique avec l'extrémité inférieure de l'alésage axial 67b en une position située au-dessous du dispositif d'équilibrage 72b. Une bague torique 107, convenant pour servir efficacement à l'étanchéité, est montée dans1 une gorge annulaire du côté inférieur de l'élément supérieur 104 du corps de valve et elle est en contact d'étanchéité avec la surface supérieure de l'élément inférieur 105 du corps de valve.

La figure 6 montre la valve, ou distributeur, à quatre voies en une position de non-excitation, et la figure 7 montre la valve, ou distributeur, à quatre voies en position d'excitation. Dans la position de non-excitation représentée sur la figure 6, l'armature 47b de l'électro-aimant se trouve en un état d'équilibre pour les mêmes raisons que celles décrites pour la première forme de réalisation correspondant aux figures 1 à 4. Le conduit d'entrée 68b admet du fluide sous pression dans l'alésage axial 67b, entre la soupape obturatrice 64b, qui peut s'appuyer sur le siège 66b, et l'extrémité inférieure du dispositif 72b d'équilibrage. Le fluide sous pression passe du conduit d'entrée 68b dans l'alésage axial 67b puis il descend dans la chambre, ou passage, 102 et emprunte l'orifice 101, puis, en passant par le second passage cylindrique 100, il se dirige vers le dispositif, par exemple un vérin, à commander par le fluide sous pression. Le premier passage cylindrique 69b est relié au passage de sortie 66b de la même façon que celle décrite ci-dessus pour la première forme de réalisation, correspondant à la figure 1, quand cette forme était en position de non-excitation. Quand l'élément électromagnétique 12b de manœuvre est excité, l'armature 47b de l'électro-aimant se déplace vers le haut pour se diriger vers la position représentée sur la figure 7, de manière que la soupape obturatrice supérieure 54b vienne s'appuyer et buter sur son siège 27b et ferme le conduit de sortie 26b. Le premier passage cylindrique 69b est relié, par l'alésage 86b de la partie supérieure 104 du corps de valve, à l'alésage axial 67b. Le fluide sous pression peut alors passer du passage d'entrée 68b, en empruntant le trajet mentionné en dernier lieu, pour pénétrer dans le premier passage cylindrique 69b et être transmis à un dispositif, par exemple un vérin, à commander par le fluide sous pression. Le second orifice cylindrique 100 est relié au second orifice de sortie 103 par le passage 101, la chambre 102 et l'extrémité inférieure de l'alésage axial 67b.

On voit que, dans la forme de réalisation représentée sur les figures 6 et 7, le dispositif d'équilibrage 72b joue non seulement le rôle d'un moyen d'équilibrage, mais aussi celui d'un tiroir coulissant. Quand l'élément électromagnétique 12b n'est plus excité, le ressort de rappel 59b fait revenir l'armature 47b de l'électro-aimant à la position initiale représentée sur la figure 6, ce qui inverse le sens de l'écoulement du fluide dans la valve, ou distributeur, à quatre voies.

On peut faire tourner l'élément inférieur 105 du corps de valve pour l'éloigner de la position représentée sur les figures 6 et 7, de façon à le déplacer à une nouvelle position. La possibilité, que l'on vient juste de mentionner, de rotation de l'élément inférieur 105 du

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

666 335

6

corps de valve est fournie par le fait que les trous filetés de l'extrémité inférieure de l'élément supérieur 104 du corps de valve, destinés à loger les vis 106, peuvent être placés ainsi en un certain nombre voulu de positions afin de permettre d'utiliser deux des vis 106 pour fixer l'élément inférieur 105 en n'importe quelle position ajustée voulue, après rotation, de la même façon que celle décrite ci-après pour la forme de réalisation correspondant aux figures 11 à 23.

Les figures 8 et 9 illustrent une autre valve à quatre voies réalisée selon l'invention. Les parties de la valve, ou distributeur, à quatre voies représentée sur les figures 8 et 9, qui sont les mêmes que celles de la première forme de réalisation correspondant aux figures 1 à 4, que la seconde forme de réalisation correspondant à la figure 5 et que la troisième forme de réalisation correspondant aux figures 6 et 7, ont été signalées par les mêmes indices de référence, suivis par la lettre minuscule «c». La différence entre la forme de réalisation de valve à quatre voies représentée sur les figures 6 et 7 et la forme de réalisation de valve à quatre voies représentée sur les figures 8 et 9 est que les orifices cylindriques, l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie ont été disposés à 90° les uns des autres, que le passage de sortie de la pièce polaire 19c est fileté intérieurement (taraudé), et que la pièce polaire 19c est maintenue en place de la même façon que celle décrite ci-dessus par la même structure d'écrou indesserrable utilisée dans le cas de la forme de réalisation correspondant à la figure 5.

Dans la forme de réalisation des figures 8 et 9, l'élément supérieur 104c du corps de valve et l'élément inférieur 105c du corps de valve sont reliés le long d'une ligne en L, l'indice 116 indiquant la forme en L de la surface inférieure de l'élément supérieur 104c du corps de valve et l'indice 117 indiquant la surface supérieure en L de l'élément inférieur 105c du corps de valve. L'élément inférieur 105c est fixé, de manière permettant éventuellement une séparation, par plusieurs vis 106c convenables, à l'élément supérieur du corps de valve.

Comme représenté sur la figure 8, le passage cylindrique 100c numéro 2 communique avec un orifice cylindrique 112 taraudé. Le second passage 103c de sortie communique avec un orifice taraudé 113 de sortie. L'orifice cylindrique 112 numéro 2 et l'orifice de sortie 113 numéro 2 sont représentés sur les figures 8 et 9 comme étant opposés l'un à l'autre. Comme on le voit sur la figure 9, le passage d'entrée 68c communique avec un orifice fileté 111 d'entrée qui est disposé à l'opposé de l'orifice fileté 115 cylindrique numéro 1. L'orifice cylindrique fileté 115, numéro 1, n'apparaît pas sur la figure 8. Cependant, le passage cylindrique 69c numéro 1 conduit vers le haut, à partir de l'orifice fileté 115 qui se trouve au même niveau que l'orifice d'entrée 111 pour communiquer avec l'alésage 86c.

La forme de réalisation de la valve, ou distributeur, à quatre voies, de la figure 8 fonctionne de la même façon que la forme de réalisation de valve à quatre voies des figures 6 et 7. Dans la position représentée sur la figure 8, l'élément 12c de manœuvre se trouve en position de non-excitation et l'orifice cylindrique 112 est empêché, par le dispositif 80c et 81c d'équilibrage et de tiroir, de communiquer avec l'orifice de sortie 113. L'orifice cylindrique 115 est ouvert en direction de l'orifice taraudé 99c de sortie, cependant que l'orifice cylindrique 112 est alimenté en fluide sous pression provenant de l'alésage axial 57c, lequel est alimenté en ce fluide sous pression par l'orifice taraudé d'entrée 111. Quand l'élément de manœuvre 12c est excité, l'armature 47c de l'électro-aimant se déplace vers le haut pour interdire le passage ou orifice 99c de sortie et ouvrir l'alésage axial 57c vers l'alésage 86c et permettre au fluide sous pression de s'écouler vers l'orifice 115 tout en permettant à l'orifice cylindrique 112 de communiquer avec l'orifice de sortie 113.

Les figures 10 à 23 illustrent une autre forme de réalisation de l'invention, qui comprend une valve à quatre voies dont le corps de valve est en deux parties, un élément supérieur et un élément inférieur, cet élément inférieur pouvant être tourné pour l'amener à des positions différentes, de sorte que l'on peut utiliser divers orifices en des positions optimales différentes sans qu'il soit nécessaire de prévoir une valve comportant un corps unitaire et dont les orifices sont en des positions spéciales. Les parties et éléments de la forme de réalisation, représentée sur les figures 10 à 23 de valve ou distributeur à quatre voies, qui sont les mêmes que les parties ou éléments des formes antérieurement décrites de réalisation, ont été marquées par les mêmes indices de référence, suivis de la minuscule «d». Comme illustré sur les figures 10 et 11, l'élément 12d de manœuvre aura la même structure et le même rôle que dans les formes de réalisation précédemment décrites. L'élément supérieur I04d du corps de valve est en forme de bloc et il coopère avec un élément inférieur 105d similaire du corps de valve en forme de bloc complémentaire.

Comme on le voit mieux sur les figures 12, 20 à 22, l'élément inférieur 105d du corps de valve comporte, à son extrémité supérieure, un bossage ou pivot axial 120 qui en fait partie intégrante. Comme on le voit sur la figure 12, l'élément supérieur 104d comporte, à son extrémité inférieure, une cavité ou chambre axiale 121 d destinée à loger le bossage ou pivot 120 précité et à lui permettre de tourner. Une bague torique 122 convenant pour l'êtanchéité est montée entre l'extrémité inférieure du bossage 120 et l'extrémité externe de l'alésage, ou cavité, 121. Dans l'état assemblé représenté sur la figure 12, l'extrémité inférieure 123 de l'élément supérieur 104d repose, en pouvant tourner et coulisser, sur la surface supérieure 124 de l'élément inférieur 105d du corps de valve. Comme représenté sur la figure 12, la paroi extrême interne 128 de la cavité annulaire 121 est espacée de l'extrémité supérieure 133 du bossage 120 de manière à former le passage 102d de transfert de fluide. Comme représenté sur la figure 13, l'élément supérieur 104d du corps de valve est relié à l'élément 12 de manœuvre par n'importe quel moyen convenable permettant cependant une séparation, par exemple à l'aide de deux vis mécaniques 137 convenables, qui s'étendent de l'élément 12d de manœuvre pour pénétrer vers le bas dans des trous taraudés 138 formés dans l'élément supérieur 104d. L'un des trous taraudés 138 est également représenté sur la figure 12. Comme on le voit sur les figures 10 et 16, l'élément inférieur 105d est fixé à l'élément supérieur 104d, d'une façon autorisant une séparation éventuelle, à l'aide de deux vis 129 convenables, destinées à passer dans des trous et alésages taraudés 134 (figure 23), formés dans l'élément inférieur 105d, et à être vissées dans deux des quatre trous taraudés 130 (figure 16), qui sont formés dans l'extrémité inférieure de l'élément supérieur 104 du corps de valve. Comme représenté sur les figures 12,13 et 18, l'indice 139 désigne un creux ou alésage destiné à loger l'extrémité de manœuvre 12d.

La forme de réalisation, représentée sur les figures 10 à 23, d'une valve, ou distributeur, à quatre voies, fonctionne de la même manière que celle décrite ci-dessus pour la forme précédente de réalisation correspondant aux figures 8 et 9. Cependant, la forme de réalisation représentée sur les figures 10 à 23 est d'un usage plus souple du fait que les vis 129 peuvent être enlevées de l'élément inférieur 105d du corps de valve et que l'élément inférieur 105d peut alors être tourné pour parvenir à l'une quelconque des quatre positions choisies, pour placer l'orifice 112d cylindrique numéro 2 et l'orifice 113d de sortie numéro 2 en différentes positions par rapport aux orifices d'entrée 11 ld et cylindriques 115d numéro 1, respectivement. On replace ensuite les vis mécaniques 129 pour maintenir l'élément inférieur 105d dans la position choisie.

Un élément électromagnétique de manœuvre convenant pour servir dans toutes les formes de réalisation de valves représentées sur les figures 1 à 23 est un élément disponible sur le marché, sous la désignation de TYP 0543 02 4.0, chez Nass Magnet GmbH.

Dans l'ensemble des quatre formes de réalisation de valves à quatre voies, le passage 102 de transfert de fluide peut également être appelé une chambre de transfert de fluide intermédiaire.

Une caractéristique remarquable de l'invention est que le dispositif d'équilibrage 72 et l'armature 47 de l'électro-aimant se déplacent sur la même distance de course longitudinale pour des valves à trois et à quatre voies de même taille.

Dans l'ensemble des formes de réalisation selon l'invention, l'armature 47 de l'électro-aimant est équilibrée en position d'excitation. Cette caractéristique remarquable est représentée, dans le cas de la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

première forme de réalisation correspondant à la figure 4, par le diamètre 28 de la partie jouant un rôle actif d'obturation quand l'obturateur supérieur, ou soupape supérieure 54, s'appuie contre le siège

666 335

27 correspondant au passage de sortie. L'action d'équilibrage se produit du fait que le diamètre de l'alésage axial 67 est rendu égal au diamètre 28 d'action d'étanchéité.

R

8 feuilles dessins

Claims

666 335

2

REVENDICATIONS

1. Valve équilibrée à commande par électro-aimant, caractérisée en ce qu'elle comprend:

a) un corps de valve (10) comportant à une extrémité un alésage d'extrémité (86) et un alésage axial (67) dont le diamètre est inférieur à celui de l'alésage d'extrémité (86), qui communique avec lui, et qui a un premier siège de soupape (66), formé à son extrémité qui communique avec l'alésage d'extrémité (86);

b) un électro-aimant (12), monté sur le corps (10) et comportant une armature (47) présentant à une extrémité un premier obturateur (64) et à son autre extrémité un second obturateur (54), et étant mobile dans une position équilibrée de non-excitation par un ressort (59) et dans une position équilibrée d'excitation quand l'électro-aimant est excité et, quand il se trouve en position de non-excitation, le premier obturateur (64) s'appuyant contre le premier siège de soupape (66);

c) un tiroir allongé (72) dont une extrémité (74, 75) est fixée à l'armature (47) et dont l'autre extrémité comporte un rebord (80) portant un élément d'étanchéité (81) qui est en contact étanche avec l'alésage axial (67), et d) un passage cylindrique (69), un conduit de sortie (25, 46, 49, 60), un conduit d'entrée (68) pour un fluide sous pression, ainsi qu'un passage relié à l'alésage axial (67) en une position située entre les extrémités du tiroir (72), le tout étant agencé de façon que l'écoulement du fluide sous pression entre le passage cylindrique (69) et les conduits de sortie et d'entrée (26, 68) soit sélectivement réalisé quand l'armature (47) se trouve dans l'une des positions correspondant à la non-excitation ou à l'excitation.
2. Valve équilibrée à commande par électro-aimant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le passage cylindrique (69) comprend au moins une ouverture formée dans le corps de valve (10) et reliée par le conduit de sortie (46, 49, 25, 60), à un premier orifice de sortie (26) de façon que, quand l'armature (47) est en position de non-excitation, le passage cylindrique (69) communique par le conduit de sortie (46, 49, 25, 60) avec l'orifice de sortie (26) et,

quand l'armature (47) est déplacée vers la position d'excitation, le second obturateur (54) s'appuie sur un second siège de soupape (27) formé dans le conduit de sortie de manière à interdire un écoulement du passage cylindrique (69) vers le premier orifice de sortie (26) et, quand le premier obturateur (64) est éloigné du premier siège correspondant (66), à autoriser l'écoulement du fluide sous pression de l'alésage axial (67) par un passage (86) ménagé dans le corps (10)

vers le passage cylindrique (69).
3. Valve équilibrée à commande par électro-aimant selon la revendication 2, caractérisée en ce que le corps de valve (10) comprend un élément supérieur (104) et un élément inférieur (105) assemblés amoviblement, en ce que l'alésage axial (67b) comprend une première partie formée dans l'élément supérieur (104) et une seconde partie coaxiale longitudinalement espacée, formée dans l'élément inférieur (105), les extrémités adjacentes des première et seconde parties d'alésage axial communiquant avec une chambre (102) de transfert de fluide intermédiaire, et le conduit d'entrée (68b) du fluide sous pression étant relié à la première partie de l'alésage axial, en ce que le passage cylindrique (69b) comprend un second passage (100) formé dans l'un des éléments du corps de valve et est normalement relié par un troisième passage (101), par l'intermédiaire de la chambre (102) de transfert de fluide intermédiaire, à la première partie de l'alésage axial (67b) formée dans l'élément supérieur (104) quand l'électro-aimant (12b) n'est pas excité, de manière à recevoir le fluide sous pression provenant de la première partie de l'alésage axial (67b), en ce que le conduit de sortie (25b, 46b, 49b, 60b) comprend un second orifice de sortie (103), formé dans l'élément inférieur (105) et qui est normalement relié à la seconde partie de l'alésage axial et à la chambre (102) de transfert de fluide intermédiaire quand l'électro-aimant (12b) est en état d'excitation, et en ce que l'autre extrémité du tiroir allongé (72b) comporte un rebord (80b) portant un élément d'étanchéité (81b) et est normalement positionné dans la seconde partie de l'alésage axial (67b) quand l'électro-aimant

(12b) est à l'état non excité et, quand l'électro-aimant (12b) est excité, l'élément d'étanchéité (81b) du tiroir (72b) est disposé dans la première partie de l'alésage axial (67b) pour interdire l'écoulement du fluide sous pression provenant de l'alésage axial (67b) par la 5 chambre (102) de transfert de fluide intermédiaire vers le second passage (100) et pour relier le second passage (100), par l'intermédiaire de la chambre (102) de transfert de fluide intermédiaire et la seconde partie de l'alésage (67b) axial au second orifice de sortie (103).
4. Valve équilibrée à commande par électro-aimant selon la re-10 vendication 3, caractérisée en ce que le second passage cylindrique

(100,100c) est formé dans l'élément supérieur (104,104c) de corps de valve.
5. Valve équilibrée à commande par électro-aimant selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément inférieur (105) de

15 corps de valve peut être ajusté par rotation par rapport à l'élément supérieur (104).
6. Valve équilibrée à commande par électro-aimant selon la revendication 3, caractérisée en ce que le second passage cylindrique (112d) est formé dans l'élément inférieur (105d) de corps de valve.

20 7. Valve équilibrée à commande par électro-aimant selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément inférieur (105d) de corps de valve peut être ajusté par rotation à une position choisie parmi plusieurs positions possibles.
8. Valve équilibrée à commande par électro-aimant selon la re-25 vendication 2, caractérisée en ce qu'un élément de manœuvre manuelle (61) est monté dans le corps (10) de cette valve et peut venir au contact de l'armature (47) pour déplacer celui-ci de la position de non-excitation à la position d'excitation.

30