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 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 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 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.
Par exemple le document brevet EP 0 142 281 présente un ensemble composé d' un dispositif d'assemblage d'au moins deux éléments de commande. Ce dispositif d'assemblage comporte une seule face adaptée à recevoir plusieurs éléments de commande et deux autres faces adaptées pour être reliées par des canalisations à des organes effecteurs tels que des vérins. Lorsqu'un élément de commande doit être ajouté sur un tel dispositif d'assemblage il est nécessaire :
Le problème 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 fluide sous pression et composé d'une interface, sur laquelle sont fixés lesdits éléments de commande et comportant les canalisations de circulation de fluide, qui est de préférence du gaz et même de l'air comprimé. Ces canalisations relient en particulier au moins les 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 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 même 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 commande, tels que deux éléments de commande par face ou, au contraire, en en diminuant leur nombre avec un seul par face :
L'invention est tout particulièrement adaptée aux formes courantes des boîtiers de contrôle commande 17 qui comportent :
Grâce au dispositif de la présente invention, la forme extérieure dudit boîtier 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 effet sans qu'il soit nécessaire de les empiler en hauteur, les différents éléments constitutifs 2, 18 du boîtier tels que :
Le dispositif d'assemblage suivant l'invention et suivant la représentation des figures ci-jointes pour trois électrovannes 2, est composé d'une interface 1, 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 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 l'interface 1 est apte à recevoir deux électrovannes 2, alors que l'autre face 121 n'en reçoit qu'une et 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 α 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 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 :
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 :
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 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.
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 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 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 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 l'exemple que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.