FR2672367A1 - Fluid actuator for globe valve - Google Patents
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Abstract
Description
ACTIONNEUR A FLUIDE POUR ROBINET A SOUPAPE.FLUID ACTUATOR FOR VALVE VALVE.
L'invention est relative à un actionneur à fluide, en particulier pneumatique pour robinet à soupape, comprenant un vérin à membrane, propre à être monté sur le robinet, ce vérin comprenant une chambre aplatie dans laquelle est disposée la membrane, laquelle est en appui sur la majeure partie de sa surface contre une plaque formant piston, des moyens de liaison étant prévus entre cette plaque et une tige commandant le clapet du robinet, des moyens élastiques étant, en outre, prévus pour agir à l'encontre de la pression de fluide qui s'exerce sur une face de la membrane, pour assurer le rappel du piston. The invention relates to a fluid actuator, in particular pneumatic for a globe valve, comprising a diaphragm cylinder, suitable for being mounted on the valve, this cylinder comprising a flattened chamber in which the membrane is arranged, which is in abutment over the major part of its surface against a piston-forming plate, connection means being provided between this plate and a rod controlling the valve flap, elastic means being, moreover, provided to act against the pressure of fluid which is exerted on one face of the membrane, to ensure the return of the piston.
Les actionneurs pneumatiques à membrane conviennent bien à la télécommande des robinets à soupape. Ceux-ci en effet n'exigent qu'une faible course de l'obturateur, de l'ordre du tiers du diamètre de l'orifice. Pneumatic diaphragm actuators are well suited for remote control of globe valves. These indeed require only a short stroke of the shutter, of the order of a third of the diameter of the orifice.
Les membranes sont généralement préférées aux pistons classiques car elles ne sont pas sujettes à fuites évoluant progressiveinent dans le temps, mais à défaillance totale plaçant immédiatement l'actionneur en position de sécurité. Cette mise en position de sécurité est effectuée par les moyens élastiques de rappel, antagonistes au mouvement normal. Les moyens élastiques agissent dans le sens ouverture pour les actionneurs dits "normalement fermés sous l'action de l'air moteur" et dans le sens fermeture pour les actionneurs dits "normalement ouverts sous l'action de l'air moteur". The membranes are generally preferred to conventional pistons because they are not subject to leaks evolving gradually over time, but to total failure immediately placing the actuator in the safety position. This positioning in safety position is carried out by the elastic return means, antagonistic to the normal movement. The elastic means act in the opening direction for the actuators called "normally closed under the action of the engine air" and in the closing direction for the actuators said "normally open under the action of the engine air".
Dans les actionneurs connus à ce jour, l'effort délivré par le vérin pneumatique est appliqué soit directement au clapet du robinet, soit par l'intermédiaire d'un système multiplicateur d'effort généralement constitué de biellettes. Le facteur de multiplication varie en fonction de la position du clapet et il est maximum au moment où le clapet s'appuie sur le siège du robinet pour assurer l'étanchéité interne. Ces actionneurs pneumatiques comportent, en outre, comme moyen de rappel élastique, un ressort hélicoïdal disposé à l'intérieur du corps d'actionneur. In actuators known to date, the force delivered by the pneumatic cylinder is applied either directly to the valve flap, or by means of a force multiplier system generally consisting of rods. The multiplication factor varies depending on the position of the valve and is maximum when the valve rests on the valve seat to ensure the internal seal. These pneumatic actuators further comprise, as elastic return means, a helical spring disposed inside the actuator body.
I1 en résulte que les actionneurs pneumatiques connus sont encombrants et lourds vis-à-vis du robinet à soupape qu'ils sont destinés à commander. A cette disproportion importante de masse et d'encombrement entre l'actionneur proprement dit et le robinet vient s'ajouter une architecture générale peu heureuse. I1 follows that the known pneumatic actuators are bulky and heavy vis-à-vis the globe valve that they are intended to control. To this significant disproportion of mass and size between the actuator proper and the valve is added a general architecture not very happy.
En outre, une commande manuelle de secours est généralement prévue sur un tel actionneur, mais elle ne donne pas entière satisfaction notamment en ce qui concerne son accessibilité et son verrouillage. In addition, a manual emergency control is generally provided on such an actuator, but it is not entirely satisfactory, in particular as regards its accessibility and its locking.
La visualisation de la position propre de l'actionneur en service et de la position de la commande manuelle de secours demande également à Entre améliorée. The visualization of the proper position of the actuator in service and of the position of the manual emergency control also requires improved Entre.
L'invention a pour but, surtout, de fournir un actionneur, en particulier pneumatique, du genre défini précédemment qui ne présente plus, ou à un degré moindre, les inconvénients rappelés ci-dessus et qui, notamment soit d'un encombrement et d'une masse sensiblement réduits, par rapport aux actionneurs connus actuellement, pour une meme taille de robinet à soupape. I1 est souhaitable également d'assurer une bonne accessibilité à la commande de secours, un verrouillage robuste et précis de celle-ci et une bonne visualisation du mouvement de la tige et de la position de la commande de secours (haute, basse ou neutre). The object of the invention is, above all, to provide an actuator, in particular pneumatic, of the kind defined above which no longer exhibits, or to a lesser degree, the drawbacks mentioned above and which, in particular being of bulk and 'A mass significantly reduced, compared to actuators currently known, for the same size of globe valve. It is also desirable to ensure good accessibility to the emergency control, robust and precise locking thereof and good visualization of the movement of the rod and of the position of the emergency control (high, low or neutral). .
Selon l'invention, un actionneur, en particulier pneumatique, pour robinet à soupape, du genre défini précédemment, est caractérisé par le fait que les moyens élastiques de rappel sont situés à l'extérieur de la chambre et comprennent au moins un ressort pneumatique fixé extérieurement sur une paroi de la chambre, lequel ressort est muni d'un poussoir mobile traversant la paroi et faisant saillie à l'intérieur de la chambre de manière à exercer le rappel du piston. According to the invention, an actuator, in particular pneumatic, for a globe valve, of the kind defined above, is characterized in that the elastic return means are located outside the chamber and comprise at least one fixed pneumatic spring externally on a wall of the chamber, which spring is provided with a movable pusher passing through the wall and projecting inside the chamber so as to exert the return of the piston.
De préférence, l'actionneur comporte plusieurs ressorts pneumatiques disposés régulièrement autour de l'axe de l'actionneur. Les ressorts pneumatiques peuvent entre placés du même côté que le robinet à soupape relativement à la membrane, l'air sous pression arrivant de l'autre côté de cette membrane. Preferably, the actuator comprises several pneumatic springs arranged regularly around the axis of the actuator. The air springs can between placed on the same side as the globe valve relative to the membrane, the pressurized air arriving on the other side of this membrane.
De préférence, chaque poussoir d'un ressort pneumatique est en appui contre un plateau lié en translation à une tige mais pouvant légèrement rotuler sur celle-ci, cette tige assurant la transmission du mouvement entre le plateau supérieur et la tige du robinet à soupape. Preferably, each pusher of an air spring is in abutment against a plate linked in translation to a rod but which can slightly swivel thereon, this rod ensuring the transmission of movement between the upper plate and the rod of the globe valve.
Chaque ressort pnedmatique comporte avantageusement un manchon fileté propre à être vissé dans un trou taraudé de la paroi de la chambre contenant la membrane. Each pnedmatic spring advantageously comprises a threaded sleeve suitable for being screwed into a tapped hole in the wall of the chamber containing the membrane.
Une commande manuelle de secours est prévue pour permettre d'actionner le robinet en cas de défaillance du système à fluide ; le corps de l'actionneur comprend deux parties disposées coaxialement, chaque partie étant munie d'une embase appliquée et fixée contre embase de l'autre partie ; la commande de secours est disposée coaxialement à l'actionneur et comprend un volant entourant les embases des deux parties du corps de l'actionneur, ce volant étant propre à entrainer en rotation une couronne dentée intérieurement laquelle est propre à entraîner un (ou plusieurs) pignon(s) situé(s) radialement vers l'intérieur, et dont l'(les) arbre(s) de rotation est(sont) porté(s) par l'actionneur, ce (ces) pignon(s) étant propre(s) à engrener avec une denture portée par un écrou coaxial à la tige de l'actionneur ; cet écrou comporte un filetage interne propre à coopérer avec le filetage externe d'une noix immobilisée en rotation mais libre en translation relativement au corps de l'actionneur, cette noix étant propre à entrainer en translation la tige d'actionnement. A manual emergency control is provided to enable the valve to be actuated in the event of a failure of the fluid system; the actuator body comprises two parts arranged coaxially, each part being provided with an applied base and fixed against the base of the other part; the emergency control is arranged coaxially with the actuator and comprises a flywheel surrounding the bases of the two parts of the body of the actuator, this flywheel being capable of rotating an internally toothed crown which is capable of driving one (or more) pinion (s) located radially inward, and whose rotation shaft (s) is (are) carried by the actuator, this (these) pinion (s) being clean (s) to mesh with a toothing carried by a nut coaxial with the actuator rod; this nut has an internal thread suitable for cooperating with the external thread of a nut immobilized in rotation but free in translation relative to the body of the actuator, this nut being suitable for driving the actuating rod in translation.
La couronne dentée est avantageusement munie, sur chacune de ses faces, de pièces de frottement, notamment en bronze, propres à glisser avec un frottement réduit contre des surfaces d'appui des embases du corps de l'actionneur. The ring gear is advantageously provided, on each of its faces, with friction parts, in particular in bronze, capable of sliding with reduced friction against the bearing surfaces of the bases of the body of the actuator.
Avantageusement, l'entrainement de la tige d'actionnement par la noix est assuré par un dispositif à perte de mouvement. Ce dispositif peut comprendre, au niveau de la tige d'actionnement, un épaulement cylindrique et, au niveau de la noix, un logement annulaire dont la longueur axiale est supérieure à celle de l'épaulement cylindrique, la position neutre de la noix correspondant à une position médiane de l'épaulement dans le logement, de sorte que la noix doit d'abord subir un déplacement en translation avant d'entrainer la tige d'actionnement. Advantageously, the drive of the actuating rod by the nut is ensured by a device with loss of movement. This device can comprise, at the level of the actuating rod, a cylindrical shoulder and, at the level of the nut, an annular housing whose axial length is greater than that of the cylindrical shoulder, the neutral position of the nut corresponding to a middle position of the shoulder in the housing, so that the nut must first undergo a translational movement before driving the actuating rod.
L'actionneur comprend, de préférence, un dispositif de verrouillage du volant de commande comportant un pion propre à entre engagé à jeu réduit dans des alésages prévus dans l'embase de chacune des parties du corps d'actionneur, et dans un alésage d'une série prévue dans la couronne dentée. Avantageusement, le nombre d'alésages régulièrement répartis prévus dans les embases est différent du nombre d'alésages régulièrement répartis prévus dans la couronne de manière à créer un effet diviseur permettant un réglage précis. The actuator preferably comprises a device for locking the control wheel comprising a pin suitable for entering engaged with reduced clearance in bores provided in the base of each of the parts of the actuator body, and in a boring of a series provided in the ring gear. Advantageously, the number of regularly distributed bores provided in the bases is different from the number of regularly distributed bores provided in the crown so as to create a dividing effect allowing precise adjustment.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif. The invention consists, apart from the arrangements set out above, of a certain number of other arrangements which will be more explicitly discussed below in connection with an exemplary embodiment described with reference to the attached drawings, but which is by no means limiting.
La figure 1, de ces dessins, est une vue en élévation d'un actionneur conforme à l'invention. Figure 1 of these drawings is an elevational view of an actuator according to the invention.
La figure 2 est une vue en coupe verticale axiale, à plus grande échelle, de l'actionneur de la figure 1. FIG. 2 is a view in axial vertical section, on a larger scale, of the actuator of FIG. 1.
La figure 3, enfin, est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. Figure 3, finally, is a section along line III-III of Figure 2.
En se reportant aux dessins, notamment aux figures 1 et 2, on peut voir un actionneur pneumatique 1 pour un robinet à soupape non visible sur le dessin, mais qui serait situé au-dessous de l'actionneur représenté sur la figure 1 et 2. Referring to the drawings, in particular to FIGS. 1 and 2, one can see a pneumatic actuator 1 for a globe valve not visible in the drawing, but which would be located below the actuator shown in FIG. 1 and 2.
Cet actionneur 1 comprend un vérin pneumatique 2 à membrane 3. Le vérin 2 comprend une chambre 4 aplatie circulaire. L'actionneur 1 ressemble en quelque sorte à un champignon dont la tête correspondrait à la chambre 4 et dont le fut correspond au corps 5 de l'actionneur. Ce corps comprend deux parties 6, 7 disposées coaxialement. This actuator 1 comprises a pneumatic cylinder 2 with a membrane 3. The cylinder 2 comprises a chamber 4 circular flattened. The actuator 1 somewhat resembles a mushroom, the head of which corresponds to the chamber 4 and the barrel of which corresponds to the body 5 of the actuator. This body comprises two parts 6, 7 arranged coaxially.
La partie supérieure 6 comprend un manchon tubulaire 8 dont l'extrémité supérieure s'élargit pour former une sorte de plateau creux 9 de diamètre nettement supérieur, tournant sa concavité vers le haut. The upper part 6 comprises a tubular sleeve 8, the upper end of which widens to form a sort of hollow plate 9 of markedly greater diameter, turning its concavity upwards.
L'extrémité inférieure du manchon 8 est constituée par une embase 10 de diamètre supérieur à celui du manchon, mais inférieur à celui du plateau 9.The lower end of the sleeve 8 is constituted by a base 10 with a diameter greater than that of the sleeve, but less than that of the plate 9.
La chambre 4 est comprise entre le plateau 9 et un chapeau 11, tournant sa concavité vers le plateau 9, et fixé par exemple par exemple par des vis sur la bordure du plateau. La membrane 3 comprend un bourrelet périphérique 12 reçu dans une gorge intérieure du plateau 9 et serré de manière étanche entre la bordure du plateau et celle du chapeau 11. The chamber 4 is between the plate 9 and a cap 11, turning its concavity towards the plate 9, and fixed, for example, for example by screws on the edge of the plate. The membrane 3 comprises a peripheral bead 12 received in an internal groove of the plate 9 and tightly sealed between the edge of the plate and that of the cap 11.
Une arrivée de fluide sous pression, généralement d'air comprimé, est prévue dans le chapeau 11 de sorte que la partie de la chambre 4 située au-dessus de la membrane 3 peut entre mise sous pression, la partie inférieure de la chambre 4 comprise entre la membrane 3 et le fond 9 étant alors mise à l'air libre par l'orifice 9' (figure 2).An inlet for pressurized fluid, generally compressed air, is provided in the cap 11 so that the part of the chamber 4 situated above the membrane 3 can between pressurization, the lower part of the chamber 4 included between the membrane 3 and the bottom 9 then being vented through the orifice 9 '(Figure 2).
La membrane 3 est en appui, sur la majeure partie de sa surface, contre une plaque rigide 13, métallique, dont le diamètre extérieur est inférieur à celui de la bordure 12. La membrane 3 forme une sorte de repli 14 dans l'intervalle annulaire compris entre le bord de la plaque 13 et le bourrelet 12. The membrane 3 is supported, over most of its surface, against a rigid metal plate 13, the outside diameter of which is less than that of the edge 12. The membrane 3 forms a sort of fold 14 in the annular interval between the edge of the plate 13 and the bead 12.
Des moyens de liaison L sont prévus entre la plaque 13, formant piston, et une tige 15 commandant le clapet (non visible) du robinet à soupape, ce clapet effectuant une course verticale. Connection means L are provided between the plate 13, forming a piston, and a rod 15 controlling the valve (not visible) of the globe valve, this valve performing a vertical stroke.
Les moyens de liaison L sont essentiellement constitués par une tige 16 dont une extrémité 17, de plus faible diamètre, est fixée dans un trou central de la plaque 13, notamment par un écrou vissé sur un filetage prévu en bout de ladite extrémité 17. A son extrémité inférieure, la tige 16 est reliée par un attelage 18 permettant de compenser de légers défauts d'alignement éventuels entre les tiges 15 et 16. The connecting means L are essentially constituted by a rod 16, one end 17 of smaller diameter is fixed in a central hole in the plate 13, in particular by a nut screwed onto a thread provided at the end of said end 17. A its lower end, the rod 16 is connected by a coupling 18 making it possible to compensate for slight misalignments, if any, between the rods 15 and 16.
Des guidages en coulissement 19, 20 de la tige 16 sont prévus vers chaque extrémité du corps 5. Sliding guides 19, 20 of the rod 16 are provided towards each end of the body 5.
Des moyens élastiques E sont prévus pour agir à l'encontre de la pression de fluide qui s'exerce sur la membrane 3, et assurer le rappel de la plaque 13 et de la tige 16 en position haute. Elastic means E are provided to act against the fluid pressure exerted on the membrane 3, and ensure the return of the plate 13 and the rod 16 in the high position.
Selon l'invention, les moyens élastiques de rappel E sont situés à l'extérieur de la chambre 4 et comprennent plusieurs ressorts pneumatiques 21 fixés extérieurement sous le plateau 9. Les ressorts 21 sont disposés régulièrement autour de l'axe A-A de l'actionneur, à l'extérieur du corps 5. According to the invention, the elastic return means E are located outside the chamber 4 and include several pneumatic springs 21 fixed externally under the plate 9. The springs 21 are arranged regularly around the axis AA of the actuator , outside the body 5.
Chaque ressort est muni d'un poussoir 22 mobile traversant un alésage 23 de la paroi constituée par le plateau 9 et faisant saillie à l'intérieur de la chambre de manière à exercer le rappel de la plaque 13. Each spring is provided with a movable pusher 22 passing through a bore 23 of the wall formed by the plate 9 and projecting inside the chamber so as to exert the return of the plate 13.
Chaque poussoir 22 est en appui contre un plateau 24, disposé au-dessous de la plaque 13, de diamètre plus faible, et légèrement rotulant ou oscillant par rapport à la tige 16 pour éviter la mise en flexion de celle-ci, le plan moyen du plateau 24 étant orthogonal à l'axe A de l'actionneur. Des empreintes e sont prévues dans la face inférieure du plateau 24 pour recevoir l'extrémité supérieure du poussoir 22. Each pusher 22 is in abutment against a plate 24, disposed below the plate 13, of smaller diameter, and slightly swiveling or oscillating with respect to the rod 16 to avoid bending of the latter, the mean plane of the plate 24 being orthogonal to the axis A of the actuator. Footprints e are provided in the lower face of the plate 24 to receive the upper end of the pusher 22.
Les ressorts pneumatiques 21 sont du genre de ceux décrits et revendiqués dans une demande de brevet français déposée le même jour que la présente demande, au nom de la même société déposante, pour "Ressort pneumatique autonome". The pneumatic springs 21 are of the type described and claimed in a French patent application filed on the same day as the present application, in the name of the same applicant company, for "Autonomous pneumatic spring".
Chaque ressort pneumatique 21 comprend une enveloppe 25 définissant une chambre fermée 26, de volume variable, délimitée par une paroi mobile par exemple constituée par un piston 27. La chambre 26 contient un gaz neutre sous pression. Le poussoir 22 coulisse dans un alésage de l'enveloppe 25 et est muni à l'intérieur de l'enveloppe d'une tête 28 de plus grand diamètre sur laquelle est appliquée, avantageusement par l'intermédiaire d'un liquide 29, une pression égale à celle du gaz contenu dans la chambre 26. Each air spring 21 comprises an envelope 25 defining a closed chamber 26, of variable volume, delimited by a movable wall for example constituted by a piston 27. The chamber 26 contains a neutral gas under pressure. The pusher 22 slides in a bore of the casing 25 and is provided inside the casing with a head 28 of larger diameter on which is applied, advantageously by means of a liquid 29, a pressure equal to that of the gas contained in chamber 26.
Les sections de passage offertes au fluide agissant sur la tête 28 ont des caractéristiques d'écoulement identiques dans un sens et dans l'autre. The passage sections offered to the fluid acting on the head 28 have identical flow characteristics in one direction and in the other.
Le rapport du volume maximum déplacé par la tête 28 au cours des déplacements du poussoir 22, au volume de la chambre 26 contenant le gaz, est au plus égale à 1/8.The ratio of the maximum volume displaced by the head 28 during movements of the pusher 22, to the volume of the chamber 26 containing the gas, is at most equal to 1/8.
Le ressort pneumatique 21 constitue un ensemble autonome.The air spring 21 constitutes an autonomous assembly.
Un manchon 30 fileté extérieurement entoure le poussoir 22 et constitue l'extrémité supérieure de l'enveloppe 25. Ce manchon 30 permet de fixer le ressort sous le plateau 9 par vissage dans l'alésage 23 qui est taraudé. Une surface prismatique à six pans 31 est prévue au-dessous du manchon 30 pour faciliter le vissage ou le dévissage du ressort 21 à l'aide d'une clé. An externally threaded sleeve 30 surrounds the pusher 22 and constitutes the upper end of the casing 25. This sleeve 30 makes it possible to fix the spring under the plate 9 by screwing into the bore 23 which is tapped. A prismatic hexagon surface 31 is provided below the sleeve 30 to facilitate the screwing or unscrewing of the spring 21 using a wrench.
L'enveloppe 25 comporte, dans le fond opposé au poussoir 22, une valve de gonflage 32 permettant une recharge de la chambre 26 en gaz sous pression, notamment en vue de modifier les caractéristiques élastiques du ressort 21. The casing 25 comprises, in the bottom opposite to the pusher 22, an inflation valve 32 allowing the chamber 26 to be recharged with pressurized gas, in particular with a view to modifying the elastic characteristics of the spring 21.
L'actionneur présente, entre l'extrémité inférieure 32 du ressort pneumatique et le flasque 10, un dégagement suffisant à la dépose et au remplacement dudit ressort. The actuator has, between the lower end 32 of the air spring and the flange 10, sufficient clearance for the removal and replacement of said spring.
Le remplacement est facilité par le fait que la longueur libre des ressorts 21 est très peu différente de leur longueur "en place" (sous charge), contrairement à ce qui se passe pour les ressorts hélicodaux. The replacement is facilitated by the fact that the free length of the springs 21 is very little different from their length "in place" (under load), contrary to what happens for the helical springs.
I1 apparait immédiatement que les ressorts 21 sont d'un encombrement réduit et, de par leur disposition extérieure, sont particulièrement faciles à remplacer. I1 immediately appears that the springs 21 are of reduced bulk and, by their external arrangement, are particularly easy to replace.
Il est clair que les ressorts pneumatiques 21 pourraient être disposés sur le chapeau 11, notamment Si l'arrivée de fluide sous pression se faisait au-dessous de la membrane 3. Dans une telle conception, un seul ressort pneumatique 21 pourrait suffire en étant monté coaxialement à la tige 16, sur le chapeau 11. It is clear that the pneumatic springs 21 could be arranged on the cap 11, in particular if the arrival of pressurized fluid was made below the membrane 3. In such a design, a single pneumatic spring 21 could suffice while being mounted coaxially with the rod 16, on the cap 11.
Une commande manuelle H est prévue pour permettre d'actionner la tige 16 et donc le robinet, en cas de défaillance du système pneumatique. A manual control H is provided to enable the rod 16 and therefore the valve to be actuated, in the event of a failure of the pneumatic system.
Cette commande de secours est disposée coaxialement à l'actionneur et comprend un volant 33 entourant l'embase 10 ainsi qu'une embase supérieure 34 prévue au sommet de la partie inférieure 7 du corps d'actionneur. Les deux embases 10, 34 sont reliées rigidement par des vis 35 dans des zones en appui l'une contre l'autre. La partie 7, vers son extrémité inférieure, a un diamètre plus important, pour sa fixation sur le corps de robinet et comporte des ouvertures rectangulaires 36 donnant accès à l'attelage 18. This emergency control is arranged coaxially with the actuator and comprises a flywheel 33 surrounding the base 10 as well as an upper base 34 provided at the top of the lower part 7 of the actuator body. The two bases 10, 34 are rigidly connected by screws 35 in areas bearing one against the other. Part 7, towards its lower end, has a larger diameter, for its attachment to the valve body and has rectangular openings 36 giving access to the coupling 18.
Le volant 33 est relié par des éléments radiaux 37 (figure 3) à une couronne concentrique 38 située radialement à l'intérieur du volant. Les embases 10 et 34 comportent, radialement à l'extérieur des zones traversées par les Vis 35, des évidements formant un logement propre à recevoir la couronne 38. The flywheel 33 is connected by radial elements 37 (FIG. 3) to a concentric ring 38 located radially inside the flywheel. The bases 10 and 34 comprise, radially outside the zones through which the screws 35 pass, recesses forming a housing suitable for receiving the crown 38.
Cette couronne est munie, sur chacune de ses faces planes orthogonales à l'axe A, de pièces anti-friction 39, notamment en bronze, propres à glisser avec un frottement réduit contre les surfaces d'appui des embases 10, 34 du corps de l'actionneur.This crown is provided, on each of its flat faces orthogonal to the axis A, with anti-friction parts 39, in particular in bronze, capable of sliding with reduced friction against the bearing surfaces of the bases 10, 34 of the body of the actuator.
La couronne 38 est dentée intérieurement. The crown 38 is internally toothed.
Au moins un pignon 40, situé radialement à l'intérieur de la couronne 38, engrène avec cette dernière.At least one pinion 40, located radially inside the crown 38, meshes with the latter.
L'arbre 41 du pignon 40 est porté, parallèlement à l'axe A, par des alésages prévus dans les embases 10, 34, de préférence avec interposition de paliers autolubrifiants permettant une rotation avec un frottement réduit. Des dégagements sont prévus respectivement dans l'embase 10 et l'embase 34 pour permettre le montage de ce pignon 40, sans serrage axial, entre lesdites embases, avec transmission du mouvement de rotation radialement de l'extérieur vers l'intérieur.The shaft 41 of the pinion 40 is carried, parallel to the axis A, by bores provided in the bases 10, 34, preferably with interposition of self-lubricating bearings allowing rotation with reduced friction. Clearances are provided respectively in the base 10 and the base 34 to allow the mounting of this pinion 40, without axial tightening, between said bases, with transmission of the rotational movement radially from the outside to the inside.
Le pignon 40 engrène avec une denture extérieure 42 portée par un écrou 43, coaxial à la tige 16. Cet écrou 43 est monté libre en rotation, entre les embases 10 et 34 à l'aide de butées à billes 44 qui assurent le maintien suivant la direction axiale dudit écrou, relativement au corps 5 de l'actionneur. The pinion 40 meshes with an external toothing 42 carried by a nut 43, coaxial with the rod 16. This nut 43 is mounted to rotate freely, between the bases 10 and 34 using ball bearings 44 which provide the following support the axial direction of said nut, relative to the body 5 of the actuator.
L'écrou 43 comporte un filetage interne propre à coopérer avec le filetage externe d'une noix 45 constituée par une sorte de manchon cylindrique. La partie supérieure 6 du corps 5 comporte une fenêtre oblongue 46, parallèle à l'axe A, dans laquelle est engagé un pion 47, orienté radialement, et fixé en partie haute de la noix 45, notamment par vissage. Ce pion 47 peut se déplacer en translation dans la fenêtre 46, mais bloque en rotation la noix 45 relativement au corps 6. On comprend immédiatement qu'un mouvement de rotation du volaht 33 entrain un mouvement de rotation de l'écrou 43 et un mouvement de translation de la noix 45. Le pion 47 permet de visualiser la position de la noix 45, des repères "haut", "neutre", "bas", pouvant être prévus sur un bord de la fenêtre 46. The nut 43 has an internal thread suitable for cooperating with the external thread of a nut 45 constituted by a sort of cylindrical sleeve. The upper part 6 of the body 5 has an oblong window 46, parallel to the axis A, in which is engaged a pin 47, oriented radially, and fixed in the upper part of the nut 45, in particular by screwing. This pin 47 can move in translation in the window 46, but rotationally blocks the nut 45 relative to the body 6. It is immediately understood that a movement of rotation of the volaht 33 causes a movement of rotation of the nut 43 and a movement of translation of the nut 45. The pin 47 makes it possible to display the position of the nut 45, "high", "neutral", "low" marks, which can be provided on an edge of the window 46.
L'entrainement de la tige 16 par la noix 45 est assuré par un dispositif 48 à perte de mouvement. The rod 16 is driven by the nut 45 is provided by a device 48 with loss of movement.
Ce dispositif comprend, au niveau de la tige 16, un épaulement cylindrique 49 et, au niveau de la noix, un logement annulaire 50, fermé à son extrémité inférieure par une douille 51. La longueur axiale du logement 50 est supérieure à celle de l'épaulement 49 et la position opérationnelle normale de la tige 16 correspond à une position médiane de l'épaulement 49 dans le logement 50. Dans ces conditions, la noix 50 doit d'abord subir un déplacement en translation jusqu'à ce que l'épaulement 49 vienne en butée contre une des extrémités du logement 50, avant d'entrainer la tige 16.This device comprises, at the level of the rod 16, a cylindrical shoulder 49 and, at the level of the nut, an annular housing 50, closed at its lower end by a socket 51. The axial length of the housing 50 is greater than that of the 'shoulder 49 and the normal operational position of the rod 16 corresponds to a middle position of the shoulder 49 in the housing 50. Under these conditions, the nut 50 must first undergo a movement in translation until the shoulder 49 comes into abutment against one of the ends of the housing 50, before driving the rod 16.
La tige 16 est arrêtée en rotation, relativement au corps d'actionneur 5, par un pion radial 52 ancré dans cette tige à un niveau supérieur à l'extrémité supérieure de la noix 45. Le pion 52 traverse une fenêtre oblongue 53 diamètralement opposée à la fenêtre 46, autorisant un débattement axial suffisant du pion 52 pour les déplacements de la tige 16 correspondant à l'ouverture et à la fermeture de la soupape, mais s'opposant à la rotation de la tige 16. Le pion 52 permet de bien visualiser la position de la tige 16 et donc du clapet du robinet, des graduations étant prévues sur un bord de la fenêtre 53. The rod 16 is stopped in rotation, relative to the actuator body 5, by a radial pin 52 anchored in this rod at a level higher than the upper end of the nut 45. The pin 52 passes through an oblong window 53 diametrically opposite to the window 46, allowing sufficient axial clearance of the pin 52 for the displacements of the rod 16 corresponding to the opening and closing of the valve, but opposing the rotation of the rod 16. The pin 52 makes it possible to display the position of the rod 16 and therefore of the valve flap, graduations being provided on an edge of the window 53.
Un dispositif 54 de verrouillage du volant de commande est prévu. Ce dispositif comprend un pion 55 propre à être engagé dans des trous 56, 57 prévus en nombre égal (par exemple au nombre de huit) et régulièrement répartis dans chaque embase 10, 34, et dans un trou 58 d'une série prévue dans la couronne dentée. Les trous 58 sont également régulièrement répartis dans la couronne mais leur nombre (par exemple sept) est différent du nombre de trous 56, 57, les deux nombres étant de préférence premiers entre eux. A device 54 for locking the control wheel is provided. This device comprises a pin 55 suitable for being engaged in holes 56, 57 provided in equal number (for example eight in number) and regularly distributed in each base 10, 34, and in a hole 58 of a series provided in the toothed crown. The holes 58 are also regularly distributed in the crown but their number (for example seven) is different from the number of holes 56, 57, the two numbers preferably being prime to each other.
On peut ainsi créer un effet diviseur permettant un réglage précis.We can thus create a divider effect allowing precise adjustment.
Le doigt 55 comporte une tête plus large de manière à ne pouvoir être extrait que vers le haut. La partie inférieure de ce doigt est muni d'un trou radial 56 dans lequel peut être engagé un verrouillage de sureté, par exemple un cadenas qui doit être déverrouillé pour pouvoir retirer le pion 55 et agir manuellement sur le volant 33. The finger 55 has a wider head so that it can only be extracted upwards. The lower part of this finger is provided with a radial hole 56 in which a safety lock can be engaged, for example a padlock which must be unlocked in order to be able to remove the pin 55 and act manually on the steering wheel 33.
Ceci étant, le fonctionnement résulte immédiatement des explications qui précèdent. That said, the operation immediately results from the foregoing explanations.
Lorsque le vérin pneumatique 2 n'est pas soumis à l'action de la pression de l'air, les ressorts pneumatiques 21 maintiennent le plateau 24, la tige 16 et le clapet du robinet dans la position de repos, par exemple en position ouverte. When the pneumatic cylinder 2 is not subjected to the action of air pressure, the pneumatic springs 21 maintain the plate 24, the rod 16 and the valve valve in the rest position, for example in the open position .
Lorsque l'air sous pression est admis dans le vérin 2, plus précisément dans la chambre située au-dessus de la membrane 3, la plaque 13 et la tige 16 se déplacent vers le bas jusqu'à ce que le clapet du robinet vienne en position fermée. Les ressorts pneumatiques 21 sont comprimés, les poussoirs 22 s'enfonçant dans l'enveloppe 21. When the pressurized air is admitted into the cylinder 2, more precisely into the chamber located above the membrane 3, the plate 13 and the rod 16 move downwards until the valve flap comes in. closed position. The air springs 21 are compressed, the pushers 22 sinking into the casing 21.
Dès que la pression d'air est relachée, le rappel est assuré par les ressorts 21. As soon as the air pressure is released, the return is ensured by the springs 21.
La position du clapet du robinet est visualisée de manière claire, et facilement lisible, par la position du pion 52 relativement à la paroi de la partie 6 du corps d'actionneur. The position of the valve flap is clearly and easily read by the position of the pin 52 relative to the wall of the part 6 of the actuator body.
Toutes les opérations mentionnées précédemment ont lieu alors que la noix 45 est dans sa position neutre également visualisée de manière claire par le pion 47 relativement aux bords de la fenêtre 46. En outre, le volant 33 est verrouillé par le pion 55. All the operations mentioned above take place while the nut 45 is in its neutral position also clearly displayed by the pin 47 relative to the edges of the window 46. In addition, the steering wheel 33 is locked by the pin 55.
En cas de défaillance du vérin pneumatique, l'utilisateur déverrouille le volant 33 en retirant le pion 55 des trous 56, 57 et 58. In the event of failure of the pneumatic cylinder, the user unlocks the steering wheel 33 by removing the pin 55 from the holes 56, 57 and 58.
Il manoeuvre ensuite le volant 33 de manière à déplacer la noix 45 et le pion 47 dans le sens approprié. Après une certaine course morte, la noix 45 entrafne l'épaulement 49, la tige 16 et le clapet du robinet vers la position souhaitée. He then operates the flywheel 33 so as to move the nut 45 and the pin 47 in the appropriate direction. After a certain dead stroke, the nut 45 drives the shoulder 49, the rod 16 and the valve valve to the desired position.
L'actionneur conforme à l'invention est d'un encombrement réduit par rapport aux actionneurs connus, ce qui permet d'améliorer la tenue de l'ensemble aux secousses, en particulier sismiques. The actuator according to the invention is of reduced size compared to known actuators, which makes it possible to improve the resistance of the assembly to tremors, in particular seismic.
La commande à action directe du clapet évite des systèmes complexes, encombrants et difficiles à régler. The direct action valve control avoids complex, bulky and difficult to adjust systems.
Le rappel en position de sécurité par un ou plusieurs ressorts pneumatiques autonomes démontables contribue à réduire l'encombrement et à assurer des performances supérieures à celles obtenues avec des ressorts hélicodaux. The return to the safety position by one or more removable autonomous pneumatic springs contributes to reducing the bulk and ensuring higher performance than that obtained with helical springs.
Ces ressorts pneumatiques autonomes sont facilement implantés sur l'actionneur par filetage standardisé. These autonomous pneumatic springs are easily installed on the actuator by standardized threading.
Ils sont déposables "in situ", l'actionneur étant en service, en position normale ou en position de secours. Ils sont remplaçables dans les mêmes conditions par des ressorts de meme tarage ou de tarage différent. Un même type de ressort peut être facilement taré (gonflé) en atelier dans une plage d'efforts de l'ordre de 1 à 3, et ainsi se substituer à une gamme complète de ressorts hélicoidaux. They can be removed "in situ", the actuator being in service, in the normal position or in the emergency position. They can be replaced under the same conditions by springs of the same or different calibration. The same type of spring can be easily tared (inflated) in the workshop within a range of forces of the order of 1 to 3, and thus replace a full range of helical springs.
Le stockage et l'identification store des ressorts pneumatiques est aisée, contrairement à ce qui se passe pour les ressorts hélicodaux. The storage and store identification of pneumatic springs is easy, unlike what happens for coil springs.
Il en résulte que la gestion et la maintenance de l'actionneur conforme à l'invention sont considérablement améliorées par rapport à celles des actionneurs connus. As a result, the management and maintenance of the actuator according to the invention are considerably improved compared to those of known actuators.
I1 convient de noter également que le système de commande manuel de secours coaxial de la tige de l'actionneur permet d'obtenir
- une architecture compacte de l'appareil,
- une accessibilité excellente au volant de secours,
- un verrouillage précis et robuste de la commande de secours,
- une visualisation excellente par l'opérateur des positions respectives de la tige de l'actionneur et de la noix de la commande de secours. It should also be noted that the manual coaxial emergency control system of the actuator rod makes it possible to obtain
- a compact architecture of the device,
- excellent accessibility to the emergency steering wheel,
- precise and robust locking of the emergency control,
- an excellent visualization by the operator of the respective positions of the actuator rod and the nut of the emergency control.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9101261A FR2672367B1 (en) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | FLUID ACTUATOR FOR VALVE VALVE. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9101261A FR2672367B1 (en) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | FLUID ACTUATOR FOR VALVE VALVE. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2672367A1 true FR2672367A1 (en) | 1992-08-07 |
| FR2672367B1 FR2672367B1 (en) | 1993-05-21 |
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ID=9409352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9101261A Expired - Fee Related FR2672367B1 (en) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | FLUID ACTUATOR FOR VALVE VALVE. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2672367B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2587800A (en) * | 1947-04-22 | 1952-03-04 | M & J Engineering Co | Motor valve and positioner apparatus |
| DE936730C (en) * | 1952-06-19 | 1955-12-22 | Hammel Dahl Company | Valve |
| AT197159B (en) * | 1949-06-15 | 1958-04-10 | Saunders Valve Co Ltd | Pressure medium operated device for opening diaphragm valves against the action of a spring force |
| FR1487077A (en) * | 1966-07-20 | 1967-06-30 | Westinghouse Brake & Signal | Device for moving an element along a linear path |
| JPS5817273A (en) * | 1981-07-20 | 1983-02-01 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Actuator for control valve |
| JPS5817272A (en) * | 1981-07-20 | 1983-02-01 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Actuator for control valve |
-
1991
- 1991-02-05 FR FR9101261A patent/FR2672367B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 7, no. 95 (M-209)(1240) 21 avril 1983, & JP-A-58 017272 (YAMATAKE HONEYWELL K.K.) 01 février 1983, * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 7, no. 95 (M-209)(1240) 21 avril 1983, & JP-A-58 017273 (YAMATAKE HONEYWELL K.K.) 01 février 1983, * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2672367B1 (en) | 1993-05-21 |
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|---|---|---|---|
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