FR3056670A1

FR3056670A1 - Vanne tubulaire a commande hydraulique

Info

Publication number: FR3056670A1
Application number: FR1659096A
Authority: FR
Inventors: Vianney Rabhi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2018-03-30

Abstract

La vanne tubulaire à commande hydraulique (130) comprend un tube obturateur (131) qui présente un conduit interne (133) et qui est logé de façon étanche dans un carter de vanne (137) pour définir un volume externe de tube (138) et un volume interne de tube (139), ledit tube (131) étant terminé premièrement, par une portée d'étanchéité de tube (135) qui peut reposer sur un siège de tube (136), et deuxièmement, par un piston à double effet (140) qui définit d'une part, une chambre d'équilibre (146) qui communique avec le volume interne de tube (139) via le conduit interne (133) et d'autre part, une chambre d'action (148) qui peut être mise en relation soit avec une source de fluide d'action haute-pression (149) soit avec une source de fluide d'action basse-pression (151) par une électrovanne à trois voies et deux positions (154).

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :

(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) © N° d’enregistrement national

056 670

59096

COURBEVOIE ©IntCI⁸: F16 K 31/124 (2017.01)

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION

A1

®) Date de dépôt : 27.09.16. (© Priorité :	© Demandeur(s) : RABHI VIANNEY — FR.
	@ Inventeur(s) : RABHI VIANNEY.
®) Date de mise à la disposition du public de la demande : 30.03.18 Bulletin 18/13.
©) Liste des documents cités dans le rapport de recherche préliminaire : Se reporter à la fin du présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux apparentés :	® Titulaire(s) : RABHI VIANNEY.
©) Demande(s) d’extension :	© Mandataire(s) : COLBERT INNOVATION.

105/ VANNE TUBULAIRE A COMMANDE HYDRAULIQUE.

FR 3 056 670 - A1 _ La vanne tubulaire à commande hydraulique (130) comprend un tube obturateur (131) qui présente un conduit interne (133) et qui est logé de façon étanche dans un carter de vanne (137) pour définir un volume externe de tube (138) et un volume interne de tube (139), ledit tube (131) étant terminé premièrement, par une portée d'étanchéité de tube (135) qui peut reposer sur un siège de tube (136), et deuxièmement, par un piston à double effet (140) qui définit d'une part, une chambre d'équilibre (146) qui communique avec le volume interne de tube (139) via le conduit interne (133) et d'autre part, une chambre d'action (148) qui peut être mise en relation soit avec une source de fluide d'action hautepression (149) soit avec une source de fluide d'action basse-pression (151) par une électrovanne à trois voies et deux positions (154).

VANNE TUBULAIRE A COMMANDE HYDRAULIQUE

La présente invention est relative à une vanne tubulaire à commande hydraulique spécialement prévue pour les applications qui requièrent une ou plusieurs vannes compactes et/ou robustesses et/ou réactives, lesdites vannes devant par ailleurs laisser passer un débit élevé.

Les vannes et électrovannes utilisées pour permettre ou interdire le passage dans un conduit ou au travers d’un orifice de fluides hydrauliques ou gazeux ne peuvent en général pas offrir simultanément une très haute réactivité, une large section de passage, un faible encombrement, une faible consommation d’énergie et une étanchéité poussée. En outre, bon nombre de dites vannes et électrovannes sont sensibles à la pollution particulaire.

Pour autant, de nombreuses applications telles que des transmissions hydrauliques ou hydrostatiques ou des actionneurs de soupape hydromécaniques pour moteurs à combustion interne se trouveraient très significativement améliorées si cet ensemble de caractéristiques pouvait être trouvé en un seul et même dispositif de vanne.

Certaines de ces caractéristiques peuvent toutefois être réunies en remplaçant par un tube les dispositifs obturateurs ordinairement utilisés dans les vannes selon l’état de l’art pour fermer un orifice - lesdits dispositifs pouvant par exemple être constitués d’un boisseau, d’une soupape, d’une bille ou d’un tiroir. Ainsi constitué dudit tube, le dispositif obturateur présente notamment l’avantage de réduire la section qu’il expose à la pression, de sorte que soit abaissé l’effort à fournir - par exemple par un actionneur électromagnétique - pour déplacer ledit dispositif.

Divers brevets exposent un tel tube utilisé comme dispositif obturateur. C’est par exemple le cas du brevet publié sous le N° FR 1 348 291 qui décrit une vanne d’arrêt reposant sur ce principe. C’est aussi le cas des brevets publiés sous les numéros GB 2 190 461 A et GB 815 622, lesdits brevets décrivant respectivement un amortisseur et des améliorations applicables aux vannes à fluide. Le brevet N° FR 1 257 145 décrit quant à lui une vanne électromagnétique à piston tubulaire.

Reprenant ce même principe, les brevets N° FR 2 969 705, FR 2 980 515 et FR 3 009 849 appartenant au demandeur proposent de mettre en œuvre ledit tube comme dispositif obturateur dans le cadre d’applications particulières et ceci, via des configurations nouvelles qui s’adressent respectivement aux domaines d’un moteur à rapport volumétrique variable, d’un actionneur de soupape électro hydraulique à came alternative, et d’un convertisseur de pression hydraulique réversible.

On comprend que les vannes et électrovannes exposées dans les brevets qui viennent d’être cités mettent en œuvre un tube actionné dans une première direction par un actionneur quel qu’en soit le type, et dans une deuxième direction par un ressort de rappel.

A ce titre, l’actionneur doit produire un effort supérieur à celui du ressort pour mouvoir le tube de sorte que ledit tube reçoit un effort de déplacement qui équivaut à l’effort produit par ledit actionneur minoré de l’effort produit par ledit ressort dans une première direction, et à l’effort produit par ledit ressort dans une deuxième direction.

Si l’on veut soumettre ledit tube à la même accélération pour ouvrir et pour fermer la vanne, l’effort produit par l’actionneur doit être approximativement égal à deux fois l’effort produit par le ressort. En outre, s’il s’agit par exemple d’une vanne normalement fermée, pour maintenir la vanne ouverte, l’actionneur doit maintenir un effort constant pour contrer celui du ressort alors même que le tube n’est animé d’aucun mouvement. La situation est exactement inverse s’agissant d’une vanne normalement ouverte.

On déduit aussi de l’étude des brevets cités que l’accélération et la vitesse de déplacement auxquelles est soumis ledit tube est donnée par les pièces mobiles de l’actionneur dont le dimensionnement et la masse sont d’autant plus importants que l’accélération à obtenir est importante. Or, pour augmenter l’accélération du tube, il faut augmenter la puissance de l’actionneur ce qui implique d’en augmenter la masse des pièces mobiles. Plus lourdes, lesdites pièces nécessitent d’augmenter encore la puissance de l’actionneur et ainsi de suite. C’est un cercle vicieux.

C’est pour ces raisons que la vanne tubulaire à commande hydraulique selon l’invention propose d’une part, de maximiser l’effort appliqué audit tube tant à l’ouverture qu’à la fermeture de la vanne tout en réduisant au maximum la masse dudit tube et d’autre part, d’annuler tout besoin en effort de maintien à produire par tout actionneur que ladite vanne soit maintenue en ouverture, ou en fermeture.

En outre et selon un mode particulier de réalisation, il résulte de l’invention une vanne tubulaire à commande hydraulique :

• dont la commande en ouverture ou en fermeture ne consomme qu’une faible puissance électrique et/ou hydraulique ;

• Dont le maintien en ouverture et en fermeture ne consomme pas d’énergie ;

• qui offre une large section de passage au fluide ;

• qui peut opérer sous des pressions très élevées allant jusqu’à deux mille bars voire davantage ;

• extrêmement rapide et pouvant atteindre sa pleine section de passage en quelques centaines de microseconde ;

• peu sensible à la pollution particulaire ;

• d’encombrement réduit et facile à intégrer dans tout appareil notamment au moyen d’une commande électrique qui peut être dissociée de la partie hydraulique pour être déportée à une certaine distance de ladite vanne tubulaire ;

• dont le principe autorise qu’une même commande électrique soit utilisée pour piloter simultanément plusieurs vannes ;

• qui permet de déporter la commande électrique de sorte à préserver cette dernière d’un environnement éventuellement sévère au plan thermique et/ou vibratoire et/ou chimique ;

• dont la puissance de déplacement est élevée pour une puissance de commande électrique faible, ce qui permet de recourir à des joints à haute pression possiblement résistants au déplacement sans avoir à recourir à des moyens électriques de forte puissance ;

• d’une grande robustesse ;

• au prix de revient modéré ;

• d’une grande durabilité, avec une durée de vie pouvant aller jusqu’à plusieurs centaines de millions de cycles voire au-delà du milliard de cycles ;

• qui lorsqu’elle est fermée ne laisse passer pratiquement aucun débit de fuite entre son entrée et sa sortie.

Il est entendu que la vanne tubulaire à commande hydraulique selon l’invention peut s’appliquer à tout appareil hydraulique ou pneumatique sans restriction, dans la mesure ou la configuration et le besoin fonctionnel dudit appareil permet d’exploiter avantageusement ladite vanne.

Les autres caractéristiques de la présente invention ont été décrites dans la description et dans les revendications secondaires dépendantes directement ou indirectement de la revendication principale.

La vanne tubulaire à commande hydraulique comprend un tube obturateur logé de manière étanche dans un alésage de tube obturateur aménagé dans un carter de vanne, ledit tube présentant une surface cylindrique externe et un conduit interne ce dernier traversant ledit tube de part en part dans le sens de sa longueur, une première extrémité de tube dudit tube se terminant par une portée d’étanchéité de tube qui peut reposer de façon étanche sur un siège de tube aménagé dans un carter de vanne de sorte à former une ligne de contact étanche de siège A qui définit une section d’étanchéité de siège SA tandis que la face cylindrique externe dudit tube forme avec l’alésage de tube obturateur une étanchéité suivant un cercle d’étanchéité de tube B qui définit une section d’étanchéité de tube SB de sorte que lorsque la portée d’étanchéité de tube est maintenue au contact du siège de tube, un volume externe de tube relié à au moins un premier port d’entrée-sortie de vanne que présente le carter de vanne ne communique pas avec un volume interne de tube relié à au moins un second port d’entrée-sortie de vanne que présente ledit carter, tandis que lesdits volumes, communiquent entre eux de sorte à laisser un fluide hydraulique circuler entre eux et entre le premier et le second port d’entrée-sortie de vanne lorsque ladite portée d’étanchéité est maintenue éloignée dudit siège, ladite vanne tubulaire comprenant suivant la présente invention :

• Un piston à double effet solidaire d’une deuxième extrémité de tube que comporte - à l’opposé de la première extrémité de tube - le tube obturateur, ledit piston présentant une jupe de piston dont le diamètre est supérieur à celui du cercle d’étanchéité de tube B, ledit piston étant en outre logé de manière étanche dans un cylindre de piston qui est aménagé dans le carter de vanne et qui est fermé par une culasse d’équilibre, ledit piston et ledit cylindre formant une ligne de contact étanche de piston C qui définit une section d’étanchéité de piston SC ;

• Une face d’équilibre circulaire que présente le piston à double effet en son extrémité la plus éloignée du siège de tube, le conduit interne débouchant de ladite face tandis que cette dernière forme avec le cylindre de piston et la culasse d’équilibre une chambre d’équilibre ;

• Une face d’action annulaire que présente le piston à double effet en son extrémité la plus proche du siège de tube, le diamètre extérieur de ladite face étant similaire à celui de la jupe de piston tel que trouvé au niveau de la ligne de contact étanche de piston C tandis que le diamètre intérieur de ladite face est similaire à celui du cercle d’étanchéité de tube B et/ou de la surface cylindrique externe, ladite face formant avec la surface cylindrique externe, le cylindre de piston et le carter de vanne, une chambre d’action ;

• Une source de fluide d’action haute-pression qui peut être mise en relation avec la chambre d’action par des moyens de pilotage hydraulique via un conduit d’action ;

• Une source de fluide d’action basse-pression qui peut être mise en relation avec la chambre d’action par les moyens de pilotage hydraulique via le conduit d’action ou via tout autre conduit.

La vanne tubulaire à commande hydraulique suivant la présente invention comprend un carter de vanne qui héberge un ressort de déplacement qui prend appui d’une part sur ledit carter et d’autre part sur le tube obturateur, ledit ressort produisant un effort de ressort FR qui tend à éloigner la portée d’étanchéité de tube du siège de tube.

La vanne tubulaire à commande hydraulique suivant la présente invention comprend des moyens de pilotage hydraulique qui sont constitués d’une électrovanne à trois voies et deux positions.

La vanne tubulaire à commande hydraulique suivant la présente invention comprend une électrovanne à trois voies et deux positions qui est constituée :

• D’un tube de vanne trois voies logé de manière étanche dans un alésage de tube trois voies aménagé dans un carter de vanne trois voies, ledit tube pouvant se mouvoir longitudinalement dans ledit alésage, ledit tube exposant une surface cylindrique externe de tube trois voies, et ledit tube étant traversé dans le sens de sa longueur par un conduit interne de tube trois voies qui débouche de première part, axialement via un orifice obturable de tube trois voies aménagé en une première extrémité de tube trois voies que présente le tube de vanne trois voies, dans une chambre de repos aménagée dans le carter de vanne trois voies ladite chambre étant reliée par un conduit de pression soit à la source de fluide d’action haute-pression soit à la source de fluide d’action basse-pression, ledit conduit interne débouchant de deuxième part, axialement et/ou radialement via au moins un orifice de communication de tube trois voies aménagé en une deuxième extrémité de tube trois voies que présente ledit tube, dans une chambre de pilotage de vanne aménagée dans le carter de vanne trois voies, ladite chambre de pilotage étant reliée à la chambre d’action par le conduit d’action ;

• D’une collerette d’obturation qui est solidaire du tube de vanne trois voies et qui est aménagée au voisinage de l’orifice de communication de tube trois voies, ladite collerette pouvant coopérer avec un siège de collerette aménagé dans le carter de vanne trois voies de sorte à réaliser un contact étanche entre ladite collerette et ledit siège lorsque le tube de vanne trois voies se déplace longitudinalement par rapport au carter de vanne trois voies en direction de la chambre de repos ;

• D’une chambre annulaire de collerette reliée par un conduit de pression soit à la source de fluide d’action haute-pression soit à la source de fluide d’action basse-pression, ladite chambre étant formée par une portion de diamètre augmenté de l’alésage de tube trois voies dont le diamètre est suffisamment grand pour que sur la longueur de ladite portion, ledit alésage ne réalise plus une étanchéité avec le tube de vanne trois voies et laisse une section de passage suffisante au fluide hydraulique, ladite portion débouchant - au niveau du siège de collerette - dans la chambre de pilotage de vanne ;

• D’au moins un ressort de rappel de tube trois voies qui prend directement ou indirectement appui sur le carter de vanne trois voies d’une part, et sur le tube de vanne trois voies d’autre part, et qui tend à rapprocher la collerette d’obturation du siège de collerette avec lequel elle coopère ;

• D’un pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies placé dans le prolongement du tube de vanne trois voies du côté de la première extrémité de tube trois voies, l’extrémité dudit pointeau étant munie d’un obturateur de pointeau qui peut fermer l’orifice obturable de tube trois voies lorsque ledit obturateur est amené au contact dudit orifice par un actionneur de vanne trois voies solidaire du pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies.

La vanne tubulaire à commande hydraulique suivant la présente invention comprend au moins un ressort de rappel de pointeau qui prend directement ou indirectement appui sur le carter de vanne trois voies d’une part, et sur le pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies d’autre part, ledit ressort tendant à éloigner l’obturateur de pointeau de l’orifice obturable de tube trois voies avec lequel il coopère.

La vanne tubulaire à commande hydraulique suivant la présente invention comprend une deuxième extrémité de tube trois voies qui est borgne - c’est à dire axialement fermée - tandis que d’une part, l’orifice de communication de tube trois voies débouche radialement dans la chambre de pilotage de vanne et que d’autre part, l’alésage de tube trois voies se prolonge au-delà de ladite chambre pour recevoir ladite deuxième extrémité qui se prolonge dans des proportions similaires, le tube de vanne trois voies traversant axialement ladite chambre tandis que la partie ainsi prolongée de ladite deuxième extrémité forme une étanchéité avec l’alésage de tube trois voies.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés et donnés à titre d’exemples non limitatifs permettra de mieux comprendre l’invention, les caractéristiques qu’elle présente, et les avantages qu’elle est susceptible de procurer :

Figures 1 à 3 sont des vues en coupe schématique de la vanne tubulaire à commande hydraulique suivant l’invention et selon un mode particulier de réalisation de ladite vanne lequel prévoit un ressort de déplacement produisant un effort de ressort qui tend à éloigner la portée d’étanchéité de tube de ladite vanne du siège de tube avec lequel coopère ladite portée, chaque dite vue étant reliée à un schéma hydraulique reprenant les symboles usuellement utilisés pour décrire les circuits et organes hydrauliques, lesdites figures permettant d’expliquer - figure après figure - le séquencement du fonctionnement de ladite vanne tubulaire.

Figures 4 à 8 sont des vues en coupe schématique de l’électrovanne à trois voies et deux positions telle qu’elle peut être prévue, selon un mode particulier de réalisation, pour piloter la vanne tubulaire à commande hydraulique suivant l’invention, chaque dite vue étant reliée à un schéma hydraulique reprenant les symboles usuellement utilisés pour décrire les circuits et organes hydrauliques tandis que lesdites figures permettent d’expliquer - figure après figure - le séquencement du fonctionnement de ladite électrovanne à trois voies et deux positions.

DESCRIPTION DE L’INVENTION :

On a montré en figures 1 à 8 la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention, divers détails de ses composants, ses variantes, et ses accessoires.

Comme le montrent clairement les figures 1 à 3, la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 comprend un tube obturateur 131 logé de manière étanche dans un alésage de tube obturateur 181 aménagé dans un carter de vanne 137, ledit tube 131 présentant une surface cylindrique externe 132 et un conduit interne 133 ce dernier traversant ledit tube 131 de part en part dans le sens de sa longueur.

Comme on le remarque en figures 1 à 3, une première extrémité de tube 134 du tube obturateur 131 se termine par une portée d’étanchéité de tube 135 qui peut reposer de façon étanche sur un siège de tube 136 aménagé dans un carter de vanne 137 de sorte à former une ligne de contact étanche de siège A qui définit une section d’étanchéité de siège SA tandis que la face cylindrique externe 132 dudit tube 131 forme avec l’alésage de tube obturateur 181 une étanchéité suivant un cercle d’étanchéité de tube B qui définit une section d’étanchéité de tube SB.

Ainsi, lorsque la portée d’étanchéité de tube 135 est maintenue au contact du siège de tube 136, un volume externe de tube 138 relié à au moins un premier port d’entrée-sortie de vanne 173 que présente le carter de vanne 137 ne communique pas avec un volume interne de tube 139 relié à au moins un second port d’entrée-sortie de vanne 173 que présente ledit carter 137.

En revanche, le volume externe de tube 138 et le volume interne de tube 139 communiquent entre eux de sorte à laisser un fluide hydraulique 3 circuler entre eux et entre le premier et le second port d’entrée-sortie de vanne 173 lorsque la portée d’étanchéité de tube 135 est maintenue éloignée du siège de tube 136.

On notera que le siège de tube 136 peut être aménagé sur une pièce rapportée montée flottante dans le carter de vanne 137 de sorte que ledit siège 136 peut naturellement s’aligner avec la portée d’étanchéité de tube 135.

Toujours en figures 1 à 3, on remarque que la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention comprend un piston à double effet 140 solidaire au moins dans le sens axial d’une deuxième extrémité de tube 141 que comporte - à l’opposé de la première extrémité de tube 134 - le tube obturateur 131.

On remarque aussi que le piston à double effet 140 présente une jupe de piston 142 dont le diamètre est supérieur à celui du cercle d’étanchéité de tube B, ledit piston 140 étant en outre logé de manière étanche dans un cylindre de piston 143 qui est aménagé dans le carter de vanne 137 et qui est fermé par une culasse d’équilibre 144, ledit piston 140 et ledit cylindre 143 formant une ligne de contact étanche de piston C qui définit une section d’étanchéité de piston SC.

Les figures 1 à 3 montrent aussi que la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention comprend une face d’équilibre circulaire 145 que présente le piston à double effet 140 en son extrémité la plus éloignée du siège de tube 136, le conduit interne 133 débouchant de ladite face 145 tandis que cette dernière forme avec le cylindre de piston 143 et la culasse d’équilibre 144 une chambre d’équilibre 146.

La vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention comprend en outre une face d’action annulaire 147 que présente le piston à double effet 140 en son extrémité la plus proche du siège de tube 136, le diamètre extérieur de ladite face 147 étant similaire à celui de la jupe de piston 142 tel que trouvé au niveau de la ligne de contact étanche de piston C tandis que le diamètre intérieur de ladite face 147 est similaire à celui du cercle d’étanchéité de tube B et/ou de la surface cylindrique externe 132, ladite face 147 formant avec la surface cylindrique externe 132, le cylindre de piston 143 et le carter de vanne 137, une chambre d’action 148.

Tel que présenté en figures 1 à 3, la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention comprend une source de fluide d’action haute-pression 149 qui peut être mise en relation avec la chambre d’action 148 par des moyens de pilotage hydraulique 150 via un conduit d’action 170.

La vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention comprend aussi une source de fluide d’action basse-pression 151 qui peut être mise en relation avec la chambre d’action 148 par les moyens de pilotage hydraulique 150 via le conduit d’action 170 ou via tout autre conduit, ladite source 151 étant également représentée en figures 1 à 3.

On notera que la source de fluide d’action haute-pression 149 et/ou la source de fluide d’action basse-pression 151 peut être constituée d’un accumulateur de pression à piston, à membrane, à ressort mécanique ou pneumatique, ou de tout type connu de l’homme de l’art.

On remarque également que le cercle d’étanchéité de tube B et/ou la ligne de contact étanche de piston C peut prendre la forme d’un joint d’étanchéité 180 en métal ou matériau élastomère, ledit joint 180 pouvant être de toute géométrie ou de toute matière connue de l’homme de l’art, et être constitué d’une ou de plusieurs pièces.

D’ailleurs, ledit joint d’étanchéité 180 peut avantageusement être constitué du dispositif d’étanchéité pour piston dont le brevet appartenant au demandeur a été publié sous le N° FR 3 009 037, ledit dispositif garantissant une étanchéité poussée et étant compatible avec des vitesses de déplacement élevées et avec un très grand nombre de cycles d’ouverture-fermeture de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention.

On notera aussi que le tube obturateur 131 peut coopérer avec une butée d’arrêt de tube 153 qui est directement ou indirectement aménagée dans le carter de vanne 137, ladite butée 153 déterminant la distance maximale à laquelle la portée d’étanchéité de tube 135 peut s’éloigner du siège de tube 136.

Comme on le notera en figures 1 à 3, selon la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention, le carter de vanne 137 peut héberger un ressort de déplacement 152 qui prend appui d’une part sur ledit carter 137 et d’autre part sur le tube obturateur 131, ledit ressort 152 produisant un effort de ressort FR qui tend à éloigner la portée d’étanchéité de tube 135 du siège de tube 136.

On remarque que le ressort de déplacement 152 est notamment nécessaire si la pression qui règne dans la chambre d’action 148 est inférieure ou égale à la pression régnant dans chambre d’équilibre 146, ce qui peut survenir dans le cadre de diverses applications de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention.

En effet, dans ce contexte particulier de mise en oeuvre de ladite invention, une fois que le contact entre la portée d’étanchéité de tube 135 et le siège de tube 136 est rompu, la pression qui règne dans le volume interne de tube 139 et celle qui règne dans le volume externe de tube 138 deviennent identiques de sorte que si la pression régnant dans la chambre d’action 148 est également la même, seul le ressort de déplacement 152 continue à assurer la translation du tube obturateur 131 dans l’alésage de tube obturateur 181 jusqu’à ce que ledit tube 131 entre en contact avec la butée d’arrêt de tube 153 avec laquelle il coopère.

En figures 4 à 8, on a montré que selon la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention, les moyens de pilotage hydraulique 150 peuvent être constitués d’une électrovanne à trois voies et deux positions 154 qui met en relation la chambre d’action 148 soit avec la source de fluide d’action haute-pression 149, soit avec la source de fluide d’action basse-pression 151.

Sur ces mêmes figures 4 à 8, on constate que l’électrovanne à trois voies et deux positions 154 peut être constituée d’un tube de vanne trois voies 155 logé de manière étanche dans un alésage de tube trois voies 156 aménagé dans un carter de vanne trois voies 157.

En ce cas, le tube de vanne trois voies 155 peut se mouvoir longitudinalement dans ledit alésage 156, ledit tube 155 exposant une surface cylindrique externe de tube trois voies 158, et ledit tube 155 étant traversé dans le sens de sa longueur par un conduit interne de tube trois voies 159.

Selon cette configuration particulière de l’électrovanne à trois voies et deux positions 154, le conduit interne de tube trois voies 159 débouche de première part, axialement via un orifice obturable de tube trois voies 160 aménagé en une première extrémité de tube trois voies 161 que présente le tube de vanne trois voies 155, dans une chambre de repos 172 aménagée dans le carter de vanne trois voies 157 ladite chambre 172 étant reliée par un conduit de pression 171 soit à la source de fluide d’action haute-pression 149 soit à la source de fluide d’action basse-pression 151.

En outre et comme on le voit en figures 4 à 8, le conduit interne de tube trois voies 159 débouche de deuxième part, axialement et/ou radialement via au moins un orifice de communication de tube trois voies 162 aménagé en une deuxième extrémité de tube trois voies 163 que présente le tube de vanne trois voies 155, dans une chambre de pilotage de vanne 168 aménagée dans le carter de vanne trois voies 157, ladite chambre de pilotage 168 étant reliée à la chambre d’action 148 par le conduit d’action 170.

Toujours selon cette même configuration particulière de l’électrovanne à trois voies et deux positions 154, une collerette d’obturation 164 est solidaire du tube de vanne trois voies 155 et est aménagée au voisinage de l’orifice de communication de tube trois voies 162, ladite collerette 164 pouvant coopérer avec un siège de collerette 165 aménagé dans le carter de vanne trois voies 157 de sorte à réaliser un contact étanche entre ladite collerette 164 et ledit siège 165 lorsque le tube de vanne trois voies 155 se déplace longitudinalement par rapport au carter de vanne trois voies 157 en direction de la chambre de repos 172.

Ladite configuration prévoit en outre une chambre annulaire de collerette 166 qui est reliée par un conduit de pression 171 soit à la source de fluide d’action hautepression 149 soit à la source de fluide d’action basse-pression 151, ladite chambre 166 étant formée par une portion de diamètre augmenté 167 de l’alésage de tube trois voies 156 dont le diamètre est suffisamment grand pour que sur la longueur de ladite portion 167, ledit alésage 156 ne réalise plus une étanchéité avec le tube de vanne trois voies 155 et laisse une section de passage suffisante au fluide hydraulique 3, ladite portion 167 débouchant - au niveau du siège de collerette 165 - dans la chambre de pilotage de vanne 168.

On remarque ainsi que, selon cette configuration particulière de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 selon l’invention, lorsque la collerette d’obturation 164 est au contact du siège de collerette 165 la chambre annulaire de collerette 166 ne communique pas avec la chambre de pilotage de vanne 168 cependant que les deux dites chambres 166, 168 communiquent lorsque la collerette d’obturation 164 est maintenue à distance du siège de collerette 165 de sorte à laisser passer du fluide hydraulique 3 d’une dite chambre 166, 168 à l’autre.

On notera d’ailleurs que si la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention est normalement ouverte, la chambre de repos 172 est préférentiellement reliée à la source de fluide d’action haute-pression 149 cependant que la chambre annulaire de collerette 166 est reliée à la source de fluide d’action basse-pression 151. La situation est préférentiellement inverse si la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention est normalement fermée.

Toujours selon cette même configuration particulière de l’électrovanne à trois voies et deux positions 154 montrée en figures 4 à 8, au moins un ressort de rappel de tube trois voies 169 prend directement ou indirectement appui sur le carter de vanne trois voies 157 d’une part, et sur le tube de vanne trois voies 155 d’autre part, ledit ressort de rappel 169 tendant à rapprocher la collerette d’obturation 164 du siège de collerette 165 avec lequel elle coopère.

Enfin, la configuration particulière de l’électrovanne à trois voies et deux positions

154 montrée en figures 4 à 8 prévoit un pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies 174 qui est placé dans le prolongement du tube de vanne trois voies

155 du côté de la première extrémité de tube trois voies 161, l’extrémité dudit pointeau 174 étant munie d’un obturateur de pointeau 175 qui peut fermer l’orifice obturable de tube trois voies 160 lorsque ledit obturateur 175 est amené au contact dudit orifice 160 par un actionneur de vanne trois voies 176 solidaire du pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies 174.

On note que ledit actionneur 176 peut indifféremment être électrique, électromagnétique, piézoélectrique, pneumatique, hydraulique, ou de tout type connu de l’homme de l’art.

On note aussi que l’obturateur de pointeau 175 peut être constitué d’une simple forme en pointe ou de toute autre géométrie directement réalisée dans la matière du pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies 174, ou bien être un objet rapporté de façon plus ou moins solidaire et plus ou moins libre à l’extrémité dudit pointeau 174 comme une bille ou une tête de soupape.

On remarque que la puissance et la course de l’actionneur de vanne trois voies 176 sont prévus pour que ledit actionneur puisse d’abord amener l’obturateur de pointeau 175 au contact de l’orifice obturable de tube trois voies 160, puis puisse pousser sur le tube de vanne trois voies 155 pour lever la collerette d’obturation 164 du siège de collerette 165 au point de laisser entre ladite collerette 164 et ledit siège 165 une section de passage suffisante au fluide hydraulique 3.

On remarquera que l’actionneur de vanne trois voies 176 étant au repos, la distance entre l’obturateur de pointeau 175 et l’orifice obturable de tube trois voies 160 peut être déterminée au moyen d’une butée de repos 178 tandis que l’actionneur de vanne trois voies 176 étant actif, la distance entre la collerette d’obturation 164 et le siège de collerette 165 peut être déterminée au moyen d’une butée d’action 179, lesdites butées 178, 179 étant réglables ou non.

Comme le montrent les figures 4 à 8, selon la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention, au moins un ressort de rappel de pointeau 177 peut prendre directement ou indirectement appui sur le carter de vanne trois voies

157 d’une part, et sur le pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies 174 d’autre part, ledit ressort 177 tendant à éloigner l’obturateur de pointeau 175 de l’orifice obturable de tube trois voies 160 avec lequel il coopère.

Les figures 4 à 8 montrent aussi que selon la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention, la deuxième extrémité de tube trois voies 163 peut être borgne - c’est à dire axialement fermée - tandis que d’une part, l’orifice de communication de tube trois voies 162 débouche radialement dans la chambre de pilotage de vanne 168 et que d’autre part, l’alésage de tube trois voies 156 se prolonge au-delà de ladite chambre 168 pour recevoir ladite deuxième extrémité 163 qui se prolonge dans des proportions similaires.

En ce cas, le tube de vanne trois voies 155 traverse axialement ladite chambre 168 tandis que la partie ainsi prolongée de ladite deuxième extrémité 163 forme une étanchéité avec l’alésage de tube trois voies 156 de sorte à empêcher autant que possible le fluide hydraulique 3 que contient la chambre de pilotage de vanne 168 de s’échapper via le jeu laissé entre le tube de vanne trois voies 155 au niveau de la deuxième extrémité de tube trois voies 163 et l’alésage de tube trois voies 156.

FONCTIONNEMENT DE L’INVENTION :

Le fonctionnement de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 selon l’invention se comprend aisément au vu des figures 1 à 3.

On notera en préalable que les coupe schématiques montrées sur les figures ne sont qu’explicatives et ne reflètent pas les détails de réalisation à confier à l’homme de l’art qui permettront notamment aux différentes pièces d’être assemblées.

Pour détailler ledit fonctionnement, nous retiendrons ici un exemple de réalisation de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention selon lequel d’une part, les moyens de pilotage hydraulique 150 sont avantageusement constitués d’une électrovanne à trois voies et deux positions 154 telle que représentée en figures 4 à 8, ladite électrovanne 154 étant elle-même notamment constituée d’un tube de vanne trois voies 155 et d’autre part, un ressort de déplacement 152 est prévu qui tend à éloigner la portée d’étanchéité de tube 135 du siège de tube 136 ledit ressort 152 exerçant pour cela un effort de ressort FR sur le tube obturateur 131.

Pour détailler ledit fonctionnement, nous ferons l’hypothèse que le port d’entréesortie de vanne 173 relié au volume externe de tube 138 maintient une pression de cinq cents bars dans ledit volume 138, cependant que tant que la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 est fermée - c’est à dire lorsque la portée d’étanchéité de tube 135 est au contact du siège de tube 136 - la pression maintenue dans le volume interne de tube 139 par le port d’entrée-sortie de vanne 173 auquel il est relié est de vingt bars.

Nous ferons également l’hypothèse que la pression régnant dans la source de fluide d’action haute-pression 149 est de cinq cent bars tandis que la pression régnant dans la source de fluide d’action basse-pression 151 est de vingt bars.

La figure 1 montre clairement la ligne de contact étanche de siège A formée par le contact réalisé entre la portée d’étanchéité de tube 135 et le siège de tube 136. C’est cette ligne de contact étanche de siège A qui définit la section d’étanchéité de siège SA. La même figure 1 illustre aussi que la face cylindrique externe 132 du tube obturateur 131 forme avec l’alésage de tube obturateur 181 une étanchéité suivant un cercle d’étanchéité de tube B lequel définit la section d’étanchéité de tube SB. En outre, on notera - toujours sur la figure 1 - que la ligne de contact étanche de piston C formée entre le piston à double effet 140 et le cylindre de piston 143 avec lequel il coopère définit la section d’étanchéité de piston SC.

Selon l’exemple non-limitatif de réalisation de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention notamment exposé en figure 1, la section d’étanchéité de tube SB est plus petite que la section d’étanchéité de siège SA, cette dernière étant plus petite que la section d’étanchéité de piston SC. Notons que cet ordre de taille relative entre lesdites sections SA, SB, SC peut varier d’une application de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 à l’autre.

Néanmoins, selon la configuration particulière telle qu’illustrée en figure 1 et tenant compte des valeurs de pression de cinq cents bars et de vingt bars précédemment prises pour hypothèse, on constate que la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 étant fermée - c’est à dire alors que la portée d’étanchéité de tube

135 est maintenue au contact du siège de tube 136 - et alors que le conduit d’action 170 est mis en relation avec la source de fluide d’action basse-pression 151 par l’électrovanne à trois voies et deux positions 154 comme montré en figure 1, un effort de placage est appliqué par la portée d’étanchéité de tube 135 sur le siège de tube 136, ledit effort étant égal à la section SA minorée de la section SB à laquelle s’applique la pression différentielle de quatre cent quatre-vingt bars correspondante à cinq cents bars moins vingt bars.

A ce stade, on note que l’effort de placage n’est en rien augmenté par la section SC minorée de la section SB car la pression qui règne dans le volume interne de tube 139 est identique à celle qui règne dans la chambre d’action 148, ledit volume 139 et ladite chambre 148 étant tous deux soumis à une pression de vingt bars.

On note que l’effort de ressort FR qu’exerce le ressort de déplacement 152 sur le tube obturateur 131 minore l’effort de placage appliqué par la portée d’étanchéité de tube 135 sur le siège de tube 136, ledit effort de placage résultant de la section différentielle « SA moins SB » qui vient d’être décrite.

Comme on le constate en figure 1, la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 est ainsi fermée et aucun débit de fluide hydraulique 3 ne peut s’établir entre le volume externe de tube 138 et le volume interne de tube 139.

Pour ouvrir la vanne tubulaire à commande hydraulique 130, il faut que l’électrovanne à trois voies et deux positions 154 mette le conduit d’action 170 en relation non plus avec la source de fluide d’action basse-pression 151, mais avec la source de fluide d’action haute-pression 149. Cette action est illustrée en figure 2.

Il résulte de ladite action que la pression régnant dans la chambre d’action 148 passe de vingt bars, à cinq cents bars. Comme à ce stade la pression qui règne dans le volume interne de tube 139 n’est encore que de vingt bars, une pression différentielle de quatre cent quatre-vingt bars s’applique sur la section différentielle « SC moins SB ». Cette dernière section étant plus grande que la section différentielle « SA moins SB » également soumise à une pression différentielle de quatre cent quatre-vingt bars, il s’ensuit un décollage très rapide de la portée d’étanchéité de tube 135 qui s’éloigne instantanément du siège de tube 136 aidée en cela par l’effort de ressort FR, et ceci jusqu’à ce que la course du tube obturateur 131 soit arrêtée par la butée d’arrêt de tube 153.

On aura remarqué que dès que la pression dans le volume interne de tube 139 a atteint cinq cent bars, les sections différentielles « SA moins SB » et « SC moins SB » n’ont plus produit aucun effort sur le tube obturateur 131. Une grande partie du déplacement du tube obturateur 131 a donc dû s’opérer sur l’inertie dudit tube 131 à laquelle est venu s’ajouter l’effort de ressort FR.

On remarque aussi en figure 2 que dès que le tube obturateur 131 a atteint la butée d’arrêt de tube 153, ledit tube 131 n’est plus resté plaqué sur ladite butée 153 que par l’effort de ressort FR auquel il est soumis. A ce stade et comme le montre clairement la figure 2, le débit de fluide hydraulique 3 peut pleinement s’établir entre le volume externe de tube 138 et le volume interne de tube 139.

Pour refermer la vanne tubulaire à commande hydraulique 130, il faut que l’électrovanne à trois voies et deux positions 154 remette le conduit d’action 170 en relation avec la seule source de fluide d’action basse-pression 151. Cette manoeuvre est illustrée en figure 3.

Il résulte de ladite manoeuvre que la pression régnant dans la chambre d’action 148 passe de cinq cents bars à vingt bars. Comme à ce stade la pression qui règne dans le volume interne de tube 139 est encore de cinq cents bars, une pression différentielle de quatre cent quatre-vingt bars s’applique sur la section différentielle « SC moins SB » alors même que la section différentielle « SA moins SB » n’est soumise à aucune pression différentielle.

Il résulte de cette situation un rapprochement rapide de la portée d’étanchéité de tube 135 du siège de tube 136, le tube obturateur 131 s’éloignant tout aussi rapidement de la butée d’arrêt de tube 153 seulement contré en cela par l’effort de ressort FR qui reste beaucoup plus faible que l’effort produit par la section différentielle « SC moins SB » soumise à la pression différentielle de quatre cent quatre-vingt bars.

La course du tube obturateur 131 prend fin lorsque la portée d’étanchéité de tube 135 arrive au contact du siège de tube 136 ce qui a pour effet de restaurer la ligne de contact étanche de siège A et de rétablir l’étanchéité entre la portée d’étanchéité de tube 135 et le siège de tube 136. Du fait de ladite l’étanchéité et comme le montre la figure 3, plus aucun débit de fluide hydraulique 3 n’est possible entre le volume externe de tube 138 et le volume interne de tube 139.

A la lecture de ce qui vient d’être exposé, on comprend que la conception de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 est notamment déterminée par le diamètre de la ligne de contact étanche de siège A, le diamètre du cercle d’étanchéité de tube B, le diamètre de la ligne de contact étanche de piston C, et l’effort de ressort FR. Ces différentes valeurs peuvent être ajustées notamment en fonction des pressions de fonctionnement envisagées, du débit de fluide hydraulique 3 prévu entre le volume externe de tube 138 et le volume interne de tube 139, et de la réactivité attendue de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention.

On notera d’ailleurs que dans certains cas d’application de ladite vanne tubulaire 130, le diamètre de la ligne de contact étanche de siège A peut être prévu inférieur au diamètre du cercle d’étanchéité de tube B. On remarque en outre que rien ne s’oppose à ce que le fluide hydraulique 3 soit en tout ou partie remplacé par un gaz de quelque nature que ce soit.

Comme nous l’avons dit précédemment, les moyens de pilotage hydraulique 150 sont ici constitués d’une électrovanne à trois voies et deux positions 154 telle que représentée en figures 4 à 8.

Ladite électrovanne 154 selon l’invention permet notamment de n’utiliser qu’un seul actionneur de vanne trois voies 176 qui en l’occurrence et selon l’exemple de réalisation non-limitatif exposé en figures 4 à 8 est un actionneur à solénoïde 182 de puissance modeste et de faible encombrement. Ladite électrovanne 154 a à charge de piloter la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 suivant l’invention via le conduit d’action 170 en mettant ce dernier en relation soit avec la source de fluide d’action basse-pression 151 pour maintenir ladite vanne 130 fermée, soit avec la source de fluide d’action haute-pression 149 pour maintenir ladite vanne 130 ouverte.

On remarque que l’agencement particulier de l’électrovanne à trois voies et deux positions 154 selon l’invention permet d’éviter toute communication entre la source de fluide d’action basse-pression 151 et la source de fluide d’action haute3056670 pression 149 durant la manoeuvre de changement de dite source 151, 149 mise en relation avec le conduit d’action 170.

La figure 4 montre l’électrovanne à trois voies et deux positions 154 selon l’invention au repos, c’est à dire lorsque l’actionneur à solénoïde 182 n’est alimenté par aucun courant électrique.

On remarque sur ladite figure 4 que le conduit d’action 170 qui alimente la chambre d’action 148 est mis en relation avec la source de fluide d’action bassepression 151 via respectivement la chambre de pilotage de vanne 168, l’orifice de communication de tube trois voies 162, le conduit interne de tube trois voies 159, l’orifice obturable de tube trois voies 160, la chambre de repos 172, et le conduit de pression 171 avec lequel coopère ladite chambre 172.

En relation avec les figures 1 à 3, on comprend que lorsque l’électrovanne à trois voies et deux positions 154 est dans cet état, la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 est maintenue fermée.

Toujours en figure 4, on remarque que le fluide hydraulique 3 que contient la source de fluide d’action haute-pression 149 et qui est soumis à une pression de cinq cents bars ne communique pas avec le conduit d’action 170 car le ressort de rappel de tube trois voies 169 exerce un effort suffisant sur la collerette d’obturation 164 pour plaquer cette dernière sur le siège de collerette 165. En effet, ledit effort est notamment suffisant pour contrer l’effort antagoniste produit sur ladite collerette 164 par la pression de cinq cents bars qui règne dans la chambre annulaire de collerette 166.

On notera d’ailleurs que le diamètre de la portion de diamètre augmenté 167 a été prévu le plus petit possible de sorte que la collerette d’obturation 164 expose la plus petite section possible à la pression de cinq cents bars qui règne dans la chambre annulaire de collerette 166 et ceci, pour réduire l’effort à produire par le ressort de rappel de tube trois voies 169 sur ladite collerette 164 ledit effort garantissant que le fluide hydraulique 3 contenu dans la chambre annulaire de collerette 166 ne puisse pas passer de manière indésirable dans la chambre de pilotage de vanne 168.

On notera qu’en l’occurrence, la section exposée par la collerette d’obturation 164 à la pression de cinq cents bars qui règne dans la chambre annulaire de collerette 166 est approximativement égale à la différence entre la section que définit la ligne de contact étanche que forme ladite collerette 164 avec le siège de collerette 165 d’une part, et la section correspondante au diamètre du tube de vanne trois voies 155 à hauteur de la portion de diamètre augmenté 167 d’autre part.

Pour ouvrir la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 dans sa variante présentée en figures 1 à 3, comme illustré en figure 5, il est nécessaire d’appliquer une tension électrique aux bornes d’une bobine 183 que comporte l’actionneur à solénoïde 182. Le courant qui s’établit dans ladite bobine 183 génère une force magnétomotrice connue en soi qui met en mouvement le pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies 174. L’obturateur de pointeau 175 que présente ledit pointeau 174 vient alors obturer l’orifice obturable de tube trois voies 160 et ferme ce dernier de manière étanche, coupant par là même toute communication entre la source de fluide d’action basse-pression 151 et le conduit d’action 170 relié à la chambre d’action 148.

Le pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies 174 continuant sa course sous l’effort qu’il reçoit de l’actionneur à solénoïde 182, il déplace en translation le tube de vanne trois voies 155 tout en comprimant le ressort de rappel de tube trois voies 169. Ceci est clairement illustré en figure 6.

Ce faisant, ledit pointeau 174 décolle la collerette d’obturation 164 du siège de collerette 165 et le fluide hydraulique 3 maintenu sous cinq cents bars que contient la source de fluide d’action haute-pression 149 est instantanément mis en relation avec la chambre d’action 148 de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 via respectivement le conduit de pression 171 relié à la chambre annulaire de collerette 166, la chambre annulaire de collerette 166, 166, l’interstice annulaire laissé entre le tube de vanne trois voies 155 et la portion de diamètre augmenté 167, l’espace annulaire laissé entre la collerette d’obturation 164 et le siège de collerette 165, la chambre de pilotage de vanne 168, et le conduit d’action 170.

La chambre d’action 148 étant soumise à une pression de cinq cents bars, comme vu précédemment, la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 s’ouvre, et restera ouverte aussi longtemps qu’une tension électrique suffisante sera maintenue aux bornes de la bobine 183 de l’actionneur à solénoïde 182.

Pour refermer la vanne tubulaire à commande hydraulique 130, il suffit de cesser d’alimenter ladite bobine 183 en courant électrique, ce qu’illustre la figure 7.

L’effort exercé par l’actionneur à solénoïde 182 sur le tube de vanne trois voies 155 cessant, le ressort de rappel de tube trois voies 169 plaque à nouveau la collerette d’obturation 164 sur le siège de collerette 165 de sorte que la source de fluide d’action haute-pression 149 se retrouve isolée de la chambre d’action 148. Ce faisant et comme on le constate toujours en figure 7, ledit ressort 169 a également repoussé le pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies 174 resté en contact avec le tube de vanne trois voies 155 via l’orifice obturable de tube trois voies 160 et l’obturateur de pointeau 175.

Comme le montre la figure 8, la collerette d’obturation 164 étant revenue au contact du siège de collerette 165, le pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies 174 a poursuivi sa course sous l’effet conjugué de son inertie, de l’effort de rappel exercé par la ressort de rappel de pointeau 177, et de la pression de cinq cents bars qui s’est exercée un bref instant sur la section de l’orifice obturable de tube trois voies 160.

Ladite course s’étant poursuivie, le contact entre l’orifice obturable de tube trois voies 160 et l’obturateur de pointeau 175 a été rompu de sorte qu’a été rétablie la communication entre la source de fluide d’action basse-pression 151 et la chambre d’action 148.

Ainsi et comme le montre clairement la figure 8, une partie du fluide hydraulique 3 contenu dans la chambre d’action 148 est refoulée en direction de la source de fluide d’action basse-pression 151 de sorte que la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 se referme jusqu’à ce qu’un contact étanche soit à nouveau établi entre la portée d’étanchéité de tube 135 et le siège de tube 136 que présente ladite vanne 130.

On comprend d’ailleurs que l’électrovanne à trois voies et deux positions 154 qui vient d’être décrite et qui coopère avec la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 constitue en soi une invention qui pourrait être mise en application dans d’autres contextes et en coopération avec d’autres appareils, quel qu’en soit le type et la destination.

Cette application n’étant exposée qu’à titre d’exemple non-limitatif, les possibilités 5 de la vanne tubulaire à commande hydraulique 130 selon l’invention ne s’en limitent pas aux applications qui viennent d’être décrites et il doit d’ailleurs être entendu que l’ensemble de la description qui précède n’a été donnée qu’à titre d’exemple et qu’elle ne limite nullement le domaine de ladite invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d’exécution décrits partout autre équivalent.

Claims

REVENDICATIONS

1. Vanne tubulaire à commande hydraulique (130) comprenant un tube obturateur (131) logé de manière étanche dans un alésage de tube obturateur (181 ) aménagé dans un carter de vanne (137), ledit tube (131 ) présentant une surface cylindrique externe (132) et un conduit interne (133) ce dernier traversant ledit tube (131) de part en part dans le sens de sa longueur, une première extrémité de tube (134) dudit tube (131) se terminant par une portée d’étanchéité de tube (135) qui peut reposer de façon étanche sur un siège de tube (136) aménagé dans un carter de vanne (137) de sorte à former une ligne de contact étanche de siège (A) qui définit une section d’étanchéité de siège (SA) tandis que la face cylindrique externe (132) dudit tube (131) forme avec l’alésage de tube obturateur (181) une étanchéité suivant un cercle d’étanchéité de tube (B) qui définit une section d’étanchéité de tube (SB) de sorte que lorsque la portée d’étanchéité de tube (135) est maintenue au contact du siège de tube (136), un volume externe de tube (138) relié à au moins un premier port d’entrée-sortie de vanne (173) que présente le carter de vanne (137) ne communique pas avec un volume interne de tube (139) relié à au moins un second port d’entrée-sortie de vanne (173) que présente ledit carter (137), tandis que lesdits volumes (138, 139) communiquent entre eux de sorte à laisser un fluide hydraulique (3) circuler entre eux et entre le premier et le second port d’entrée-sortie de vanne (173) lorsque ladite portée d’étanchéité (135) est maintenue éloignée dudit siège (136) caractérisée en ce qu’elle comprend :

• Un piston à double effet (140) solidaire d’une deuxième extrémité de tube (141) que comporte - à l’opposé de la première extrémité de tube (134) - le tube obturateur (131), ledit piston (140) présentant une jupe de piston (142) dont le diamètre est supérieur à celui du cercle d’étanchéité de tube (B), ledit piston (140) étant en outre logé de manière étanche dans un cylindre de piston (143) qui est aménagé dans le carter de vanne (137) et qui est fermé par une culasse d’équilibre (144), ledit piston (140) et ledit cylindre (143) formant une ligne de contact étanche de piston (C) qui définit une section d’étanchéité de piston (SC) ;

• Une face d’équilibre circulaire (145) que présente le piston à double effet (140) en son extrémité la plus éloignée du siège de tube (136), le conduit interne (133) débouchant de ladite face (145) tandis que cette dernière forme avec le cylindre de piston (143) et la culasse d’équilibre (144) une chambre d’équilibre (146) ;

• Une face d’action annulaire (147) que présente le piston à double effet (140) en son extrémité la plus proche du siège de tube (136), le diamètre extérieur de ladite face (147) étant similaire à celui de la jupe de piston (142) tel que trouvé au niveau de la ligne de contact étanche de piston (C) tandis que le diamètre intérieur de ladite face (147) est similaire à celui du cercle d’étanchéité de tube (B) et/ou de la surface cylindrique externe (132), ladite face (147) formant avec la surface cylindrique externe (132), le cylindre de piston (143) et le carter de vanne (137), une chambre d’action (148);

• Une source de fluide d’action haute-pression (149) qui peut être mise en relation avec la chambre d’action (148) par des moyens de pilotage hydraulique (150) via un conduit d’action (170) ;

• Une source de fluide d’action basse-pression (151) qui peut être mise en relation avec la chambre d’action (148) par les moyens de pilotage hydraulique (150) via le conduit d’action (170) ou via tout autre conduit.
2. Vanne tubulaire à commande hydraulique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le carter de vanne (137) héberge un ressort de déplacement (152) qui prend appui d’une part sur ledit carter (137) et d’autre part sur le tube obturateur (131), ledit ressort (152) produisant un effort de ressort (FR) qui tend à éloigner la portée d’étanchéité de tube (135) du siège de tube (136).
3. Vanne tubulaire à commande hydraulique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de pilotage hydraulique (150) sont constitués d’une électrovanne à trois voies et deux positions (154).
4. Vanne tubulaire à commande hydraulique suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l’électrovanne à trois voies et deux positions (154) est constituée :

• D’un tube de vanne trois voies (155) logé de manière étanche dans un alésage de tube trois voies (156) aménagé dans un carter de vanne trois voies (157), ledit tube (155) pouvant se mouvoir longitudinalement dans ledit alésage (156), ledit tube (155) exposant une surface cylindrique externe de tube trois voies (158), et ledit tube (155) étant traversé dans le sens de sa longueur par un conduit interne de tube trois voies (159) qui débouche de première part, axialement via un orifice obturable de tube trois voies (160) aménagé en une première extrémité de tube trois voies (161) que présente le tube de vanne trois voies (155), dans une chambre de repos (172) aménagée dans le carter de vanne trois voies (157) ladite chambre (172) étant reliée par un conduit de pression (171) soit à la source de fluide d’action haute-pression (149) soit à la source de fluide d’action basse-pression (151), ledit conduit interne (159) débouchant de deuxième part, axialement et/ou radialement via au moins un orifice de communication de tube trois voies (162) aménagé en une deuxième extrémité de tube trois voies (163) que présente ledit tube (155), dans une chambre de pilotage de vanne (168) aménagée dans le carter de vanne trois voies (157), ladite chambre de pilotage (168) étant reliée à la chambre d’action (148) par le conduit d’action (170) ;

• D’une collerette d’obturation (164) qui est solidaire du tube de vanne trois voies (155) et qui est aménagée au voisinage de l’orifice de communication de tube trois voies (162), ladite collerette (164) pouvant coopérer avec un siège de collerette (165) aménagé dans le carter de vanne trois voies (157) de sorte à réaliser un contact étanche entre ladite collerette (164) et ledit siège (165) lorsque le tube de vanne trois voies (155) se déplace longitudinalement par rapport au carter de vanne trois voies (157) en direction de la chambre de repos (172) ;

• D’une chambre annulaire de collerette (166) reliée par un conduit de pression (171) soit à la source de fluide d’action haute-pression (149) soit à la source de fluide d’action basse-pression (151), ladite chambre (166) étant formée par une portion de diamètre augmenté (167) de l’alésage de tube trois voies (156) dont le diamètre est suffisamment grand pour que sur la longueur de ladite portion (167), ledit alésage (156) ne réalise plus une étanchéité avec le tube de vanne trois voies (155) et laisse une section de passage suffisante au fluide hydraulique (3), ladite portion (167) débouchant - au niveau du siège de collerette (165) - dans la chambre de pilotage de vanne (168) ;

• D’au moins un ressort de rappel de tube trois voies (169) qui prend directement ou indirectement appui sur le carter de vanne trois voies (157) d’une part, et sur le tube de vanne trois voies (155) d’autre part, et qui tend à rapprocher la collerette d’obturation (164) du siège de collerette (165) avec lequel elle coopère ;

• D’un pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies (174) placé dans le prolongement du tube de vanne trois voies (155) du côté de la première extrémité de tube trois voies (161), l’extrémité dudit pointeau (174) étant munie d’un obturateur de pointeau (175) qui peut fermer l’orifice obturable de tube trois voies (160) lorsque ledit obturateur (175) est amené au contact dudit orifice (160) par un actionneur de vanne trois voies (176) solidaire du pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies (174).
5. Vanne tubulaire à commande hydraulique suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu’au moins un ressort de rappel de pointeau (177) prend directement ou indirectement appui sur le carter de vanne trois voies (157) d’une part, et sur le pointeau plongeur d’obturation de tube trois voies (174) d’autre part, ledit ressort (177) tendant à éloigner l’obturateur de pointeau (175) de l’orifice obturable de tube trois voies (160) avec lequel il coopère.
6. Vanne tubulaire à commande hydraulique suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la deuxième extrémité de tube trois voies (163) est borgne - c’est à dire axialement fermée - tandis que d’une part, l’orifice de communication de tube trois voies (162) débouche radialement dans la chambre de pilotage de vanne (168) et que d’autre part, l’alésage de tube trois voies (156) se prolonge au-delà de ladite chambre (168) pour recevoir ladite deuxième extrémité (163) qui se prolonge dans des proportions similaires, le tube de vanne trois voies (155) traversant axialement ladite chambre (168) tandis que la partie ainsi prolongée de ladite deuxième extrémité (163) forme une étanchéité avec l’alésage de tube trois voies (156).