Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02312610 2000-06-27
Dispositif d'assemblage d'au moins deux
éléments de commaande par fluide sous pression
La présente invention a pour objet un dispositif
d'assemblage d'au moins deux éléments de commande par
fluide sous pression et composé d'une interface sur
laquelle sont fixés lesdits éléments de commande, qui
sont essentiellement pneumatiques.
Le secteur technique de l'invention est le
lo domaine de la réalisation des boîtiers de contrôle de
vérins actionnant des vannes destinées aux industries
agro-alimentaires et sanitaires.
Un tel boîtier de contrôle comporte divers
éléments tels que des borniers électriques, des
détecteurs, des modules électroniques de contrôle
commande et de régulation, ainsi que tous types
d'éléments de commande par fluide sous pression tels que
des électrovannes ou électro-distributeurs qui, en
autorisant ou non le passage d'un fluide de commande qui
est préférentiellement de l'air comprimé, permettent
d'actionner ou non l'ouverture et/ou la fermeture de la
vanne concernée. Ces boîtiers de contrôle sont montés
généralement directement sur le dessus de celle-ci pour,
d'une part, simplifier le montage d'ensemble de la vanne
et diminuer les longueurs des canalisations de commande
et, d'autre part, contrôler, grâce à tout dispositif de
cames et de capteurs, la position des organes mobiles de
la vanne dont une partie, telle que l' extrémité de tige
de vérin peut ainsi dépasser à l'intérieur du boîtier.
Dans les boîtiers connus à ce jour, quand on
doit y loger au moins deux éléments de commande
extérieurs au bloc proprement dit sur lesquels ils sont
fixés, tels que des électrovannes, soit on augmente leur
taille (en hauteur ou en diamètre), ce qui est gênant
car cela augmente l'encombrement général de la vanne,
soit on diminue celle des électrovannes au détriment
CA 02312610 2005-02-04
2
alors de leur section de passage du fluide de commande,
ce qui pénalise la rapidité de commande de fermeture ou
d'ouverture de la vanne.
L'espace disponible dans ces boîtiers, de forme
en général cylindrique, pour être en continuité avec la
forme du corps de la vanne, est en effet limité du fait
des nombreux éléments qu' il faut y loger . aussi quand
on veut utiliser à ce jour au moins deux éléments de
commande tels que deux électrovannes qui sont montées
l0 sur un bloc commun d'interface qui permet la circulation
du fluide de commande, il est impossible, sans donc
augmenter la taille du boîtier ou diminuer celle des
électrovannes, d'y disposer celles-ci avec leur bloc
d'interface, car l'ensemble ainsi constitué représente
un élément de forme générale parallélépipédique occupant
un volume relativement important.
Le problëme posé est de pouvoir réaliser de tels
boîtiers de contrôle de vérin de vanne, destinée en
particulier aux industries agro-alimentaires et
sanitaires, dans lesquels on puisse y loger au moins
deux si ce n'est au moins trois ou plus d'éléments de
commande tels que des électrovannes, électro-
distributeurs ou tous éléments de logique alimentés par
fluide sous pression (tel qu'essentiellement
pneumatiques et que l'on appellera dans la présente
description sous la dénomination générale d"'éléments de
commande" ou plus spécifiquement par le terme
"électrovanne") dans un encombrement réduit et à
l' intérieur d' un volume de forme extérieure courbe, tel
qu'un cylindre de révolution, et cela sans altérer les
performances de débit du fluide de commande des vérins
de vanne.
Une solution au problème posé est un dispositif
d' assemblage d' au moins deux éléments de commande pour
un fluide sous pression et comprenant une interface, sur
laquelle sont fixés lesdits éléments de commande et
comportant des canalisations de circulation du fluide,
CA 02312610 2005-02-04
3
qui est de préférence du gaz et même de l'air comprimé.
Ces canalisations relient en particulier au moins des
orifices d'alimentation et de sortie de ces éléments de
commande qui actionnent l'ouverture et la fermeture d'au
moins une vanne d'un circuit de transport de produits
alimentaires.
Selon l'invention, ladite interface comporte au
moins deux faces formant entre elles un angle a compris
entre 30 à 60° et dans un mode particulier de
réalisation de 45° environ, et aptes à recevoir chacune
au moins un desdits éléments de commande ; au moins
l'une desdites faces de ladite interface étant apte même
à recevoir au moins deux éléments de commande. En fait
ces faces sont situées dans des plans radiaux,
perpendiculaires aux tangentes à la courbe de la forme
extérieure du boîtier dans lequel on veut loger le bloc
interface , si cette courbe est un cercle, et le boîtier
est donc un cylindre de révolution, ces faces sont
situées dans des plans diamétraux. Les autres faces qui
les relient suivent bien entendu d' un côté cette forme
extérieure dont elles constituent ainsi des cordes et de
l'autre côté celle de sa partie centrale, donnant à la
vue dudit bloc ou interface, dans un plan
perpendiculaire auxdites faces, une forme générale
triangulaire.
Le résultat est un nouveau dispositif
d'assemblage d'au moins deux éléments de commande sur un
bloc interface qui permet de répondre au problème posé .
en effet, en fixant au moins deux éléments de commande
sur deux faces distinctes de l'interface, et qui forment
entre elles un angle correspondant en fait à la courbure
de la forme extérieure du boîtier dans lequel on veut
les loger, on peut disposer lesdits éléments de commande
au plus près de cette forme extérieure en occupant ainsi
un encombrement le plus réduit possible ; ainsi on
CA 02312610 2000-06-27
4
libère le reste de l'espace intérieur dudit boîtier pour
y disposer les autres éléments qui le constituent et
cela sans avoir à diminuer la taille des éléments de
commande, afin d'assurer par exemple pour des
électrovannes un débit optimum tel que 3,66 X 10-3
Nm3/sec pour de l'air comprimé, et sans augmenter la
taille du boîtier.
Ainsi avec trois éléments de commande tels que
des électrovannes assemblées suivant l'invention et
assurant au moins le débit ci-dessus, on peut ainsi
limiter les dimensions dudit boîtier à un diamètre et
une hauteur de 130 mm, alors que les boîtiers, existant
à ce jour et comportant au moins trois électrovannes de
méme débit, ont des hauteurs de l'ordre de 230 mm pour
un diamètre de 180 mm, ce qui de plus en fait augmenter
le prix. Pour rester dans des dimensions de 130 mm,
aussi bien pour la hauteur que pour le diamètre,
certains fabricants utilisent des électrovannes de débit
plus faible, tel que 1, 5 ou 1, 66x10-3 Nm3/sec, ce qui
altère les performances des vannes et est incompatible
avec les exigences de rapidité des procédés de
fabrication moderne des industries agro-alimentaires et
sanitaires.
On pourrait citer d'autres avantages de la
présente invention mais ceux cités ci-dessus montrent
déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et
l'intérêt. La description et les dessins ci-joints
représentent un exemple de réalisation de l'invention
pour lequel on a représenté un dispositif pour trois
électrovannes mais ceci n'a aucun caractère limitatif .
d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la
portée et l'étendue de cette invention, en particulier
en changeant les formes des faces ne portant pas les
éléments de commande, en remplaçant les électrovannes
représentées par un ou plusieurs autres éléments de
commande, en augmentant le nombre de ces éléments de
CA 02312610 2000-06-27
commande, tels que deux éléments de commande par face
ou, au contraire, en en diminuant leur nombre avec un
seul par face .
- la figure 1 est une vue en perspective d'un
5 bloc interface permettant de réaliser un dispositif
d'assemblage suivant l'invention ;
- la figure 2 est une vue de dessus d'un boîtier
de contrôle comportant divers éléments permettant le
contrôle des vérins actionnant une vanne, dont en
particulier le dispositif d'assemblage suivant
l'invention ;
- la figure 3 est une vue latérale et extérieure
d'une face du bloc interface de la figure l et apte à
recevoir deux électrovannes ;
- la figure 4 est une vue de dessous du même
bloc interface représenté sur les figures 1 et 3 ;
- la figure 5 est une vue en coupe suivant V, V'
dudit bloc interface représenté sur la figure 3 ;
- la figure 6 est une vue en coupe suivant VI,
VI' de la figure 3 du même bloc interface.
- la figure 7 est une vue en perspective d'un
boîtier suivant la figure 2 et sans capot.
L'invention est tout particulièrement adaptée
aux formes courantes des boîtiers de contrôle commande
17 qui comportent .
- une embase plate 19 habituellement circulaire,
comportant tout moyen de fixation direct sur le dessus
du vérin opérateur de la vanne, les connexions
pneumatiques liées aux électrovannes 2, le presse étoupe
ou le connecteur lié au raccordement des fonctions
électriques ou électroniques intégrées à la vanne et sur
laquelle sont fixés les éléments constitutifs dudit
boîtier 17 ;
- un capot de fermeture habituellement
cylindrique fixé de façon solide et étanche à l'embase
19 et réalisant la protection des éléments constitutifs
CA 02312610 2000-06-27
6
du boîtier de contrôle commande 17, qui est représenté
en vue de dessus sur la figure 2 et en perspective sur
la figure 7 mais sans son capot supérieur.
Grâce au dispositif de la présente invention, la
forme extérieure dudit boitier qui est donc ici
représenté par un cylindre peut être exactement de même
diamètre que celui de la tête du corps du vérin
opérateur de ladite vanne 19. Le volume intérieur
déterminé par cette forme extérieure peut recevoir en
lo effet sans qu'il soit nécessaire de les empiler en
hauteur, les différents éléments constitutifs 2, 18 du
boîtier tels que .
- non seulement lesdits éléments de commande 2
tels que des électrovannes ou électro-distributeurs, ou
IS cellules logiques (incluant tout interrupteur d'arrêt
d'urgence ou d'autre nature, des détecteurs de position
essentiellement pneumatiques...), avec leur bloc
interface 1,
- mais également des borniers électriques des
20 éléments électroniques tels que détecteurs, modules de
contrôle commande et de régulation, le câblage
électrique, tout en libérant des orifices de sortie de
tige 183.
Le dispositif d'assemblage suivant l'invention
25 et suivant la représentation des figures ci-jointes pour
trois électrovannes 2, est composé d'une interface l,
sur laquelle sont fixées lesdites électrovannes et
comportant les canalisations 3, 4, 7 de circulation de
fluide (qui est de préférence de l'air comprimé) et
30 reliant les orifices d'alimentation et de sortie de
celles-ci pour commander l'ouverture et la fermeture de
la vanne 19 ; celle-ci étant monté sur un circuit de
canalisation pour le transport de produits alimentaires.
Selon la figure 3 l'une desdites faces 122 de
35 l' interface 1 est apte à recevoir deux électrovannes 2,
alors que l'autre face 121 n'en reçoit qu'une et
,. CA 02312610 2000-06-27
7
comporte une échancrure 15 pour permettre le passage
d'une tige mobile 183.
Ledit bloc d'interface 1 comporte trois perçages
9 entre sa face supérieure 13 et sa face inférieure 14
pour permettre sa fixation sur le socle ou embase 19 du
boîtier 17.
Les deux faces distinctes 12 recevant lesdites
électrovannes 2 sont planes et forment entre elles un
angle a prédéterminé pour que les extrémités distales
des électrovannes 2 fixées sur ledit bloc interface 1
s'inscrivent dans la forme courbe du boîtier 17 et de
son embase 19. Cet angle a peut donc être compris entre
5 et 175° suivant la taille respective desdites
électrodes 2 du bloc interface 1 et du boîtier 17, soit
en fait de préférence entre 30 et 60° et tel que
représenté sur le mode de réalisation ci-joint de 45°
environ, les éléments de commande ou électrovannes 2
étant disposés tête-bêche de part et d'autre du bloc
interface 1.
La forme de la surface 16, qui relie, du côté de
leur bord divergent, lesdites faces 12 supportant les
éléments de commande 2 peut être de forme quelconque,
telle qu'une face plane ou courbe ou à facettes pour
s'adapter également au mieux à la forme du boîtier 17
tout en permettant le perçage de l'ensemble des
canalisations 3, 4, 7 ainsi que de fixation 9.
La face supérieure 13 et la face inférieure 14
de l'interface 1 sont parallèles entre elles et
perpendiculaires aux faces 12 de fixation des éléments
de commande 2 ; lesdites faces 12 peuvent se rejoindre,
en formant l'angle a, suivant une arête perpendiculaire
auxdites faces inférieure et supérieure, ou être reliées
par une autre face 20, de préférence perpendiculaire à
l'une des faces 12. Lesdits éléments de commande 2 étant
également fixés perpendiculairement à la fois à ces
faces 12 et aux faces supérieure 13 et inférieure 14
CA 02312610 2000-06-27
8
grâce à des perçages 101 et 102 réalisés sur lesdites
faces 12 convergentes/divergentes.
En ce qui concerne les canalisations 3, 4, 7 de
circulation du fluide, tel que l'air comprimé, dans le
bloc interface 1, leurs sections de passage sont aptes à
assurer un débit d' air d' au moins de 3, 33 X 10-3 Nm3/sec
pour chaque électrovanne 2 avec une pression de service
de 6 bars, à une température comprise entre -40 et 130°C
et dans une ambiance très humide .
- un réseau de canalisations 3 unique
d'échappement du fluide relie les orifices de sortie des
éléments de commande tels que les électrovannes vers un
seul orifice 5 d'échappement situé sur la base
inférieure 14 de l' interface 1 comme représenté sur la
figure 5 ;
- uri seul réseau de canalisation 7
d'alimentation relie tous les orifices d'alimentation en
air comprimé desdits éléments de commande tels que des
électrovannes 2 depuis un orifice unique 8
d'alimentation situé également sur la face inférieure 14
du bloc interface 1 ;
- par contre, chaque élément de commande tel
qu'une électrovanne 2 est associée à un circuit de
canalisation 4 propre à chaque élément de commande et
qui débouche sur un orifice 6 correspondant situé
également sur la face inférieure 4 du bloc interface 1
(voir figure 6) .
Les étanchéités pneumatiques des orifices des
canalisations 3, 4, 7 de circulation de fluide, et qui
sont des critères de sécurité essentiels, sont assurées
par des joints spécifiques à la fonction associée pour
chaque orifice .
- côté éléments de commande 2, tels que des
électrovannes, sur les faces 121 et 122 qui les
reçoivent par les joints spécifiques plats de chaque
élément de commande tel qu'électrovanne 2 ;
CA 02312610 2000-06-27
9
- sur l'embase 19 du boîtier 17 par une série de
joints toriques logés dans des lamages préparés pour
cela autour des orifices 5, 61, 6z et 8, de l' interface
1 ou par un joint plat spécifique à liséré.
g Tous les orifices des canalisations 3, 4, 7 de
circulation de fluide tels que air ou gaz comprimé,
reliant les orifices d'alimentation et de sortie desdits
éléments de commande 2 sont donc tous situés sur la face
inférieure 14 de ladite interface 1 mais ils pourraient
l0 être disposés sur une ou plusieurs face latérales.
Cette interface pneumatique 1 peut être
également complètement intégrée à la base 19 du boîtier
1 et constituée d'une pièce monobloc réalisée par
exemple par moulage.
15 Le perçage de l'ensemble des canalisations de
circulation de fluide dans le bloc interface 1 est
réalisé à partir de chaque face dudit bloc ; ainsi
celles adjacentes aux faces 12 recevant les éléments de
commande, tels que les électrovannes 2, sont de
20 préférence perpendiculaires à celles-ci pour permettre
de réaliser des perçages 111 de jonction entre certains
conduits intérieurs, et dont les orifices externes 112
sont ensuite rebouchés (voir figures 5 et 6).
Ledit bloc interface 1 peut être réalisé dans
25 tous matériaux métalliques, tels qu'en particulier en
aluminium ou en plastique et suivant tous procédés de
réalisation connue.
Un autre avantage de la présente invention est
que le dispositif d'assemblage peut s'adapter à tout
30 type d' éléments de commande tels que des électrovannes,
et que le boîtier 17 qui les contient peut s'adapter à
toute vanne existante dont il suffit alors de changer
seulement le boîtier sans modifier celles-ci.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée à
35 l' exemple que l' on vient de décrire et on peut apporter
CA 02312610 2000-06-27
à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du
cadre de l'invention.
