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  Mécanique des fluides  

Maxicours vous propose de decouvrir un extrait de quelques cours de Mécanique des fluides. Pour proposer un accompagnement scolaire de qualite en Mécanique des fluides, toutes nos ressources pédagogiques ont été conçues spécifiquement pour Internet par des enseignants de l'Education nationale en collaboration avec notre équipe éditoriale.

Distributeurs  

 Distributeurs

Les distributeurs jouent un rôle très important dans les circuits de commande et de distribution de l'air. Ils permettent le contrôle des modes de marches et d'arrêts, ils sont les pré-actionneurs pour les mouvements des actionneurs linéaires et rotatifs.

Il existe plusieurs types de distributeurs, vous les verrez dans une étude.

Distributeurs associés aux vérins

Comme le contacteur associé à un moteur électrique, le distributeur est le pré-actionneur associé à un vérin pneumatique.

Sa taille et son type sont fonction du vérin :

- si le vérin est à simple effet et ne comporte donc qu'un seul orifice à alimenter, on utilise un distributeur ne comportant qu'un seul orifice de sortie : distributeur 3/2 à trois orifices (pression, sortie, échappement) et à deux positions (figure 2.72a) ;

si le vérin est à double effet et comporte donc deux orifices sur lesquels il faut alterner les états de pression et d'échappement, on utilise un distributeur comportant deux orifices de sortie. Deux possibilités sont offertes :

  • distributeurs 4/2 à quatre orifices (pression, sortie 1, sortie 2, échappement) et deux positions (figure 2.72b) ;
  • distributeurs 5/2 à cinq orifices (pression, sortie 1, sortie 2, échappement 1, échappement 2) et deux positions (figure 2.72c).
  • Dans les cas particuliers où il est nécessaire d'immobiliser ou de mettre hors énergie le vérin à double effet, on utilise un distributeur 5/3 (cinq orifices, trois positions) à centre fermé (figure 2.72d) ou à centre ouvert (figure 2.72e).

Figure 2.72    Distributeurs associés aux vérins.

 

Distributeur 2/2

Le distributeur 2/2 est rarement employé dans un circuit pneumatique. On l'utilise surtout pour ouvrir ou fermer une ligne d'alimentation. Un distributeur peut prendre différentes positions. On dit qu'il est "ouvert" ou "fermé".

Son état à la position de repos le caractérise comme étant "normalement ouvert" ou "normalement fermé". La figure 2.73 montre deux distributeurs 2/2.

Figure 2.73    Distributeurs 2/2.

Fonctionnement

Lorsqu'un distributeur 2/2 normalement fermé (NF) comme celui de la figure 2.73a est au repos, l'air à l'entrée (1) est bloqué. Parce que ce distributeur au repos agit comme une vanne fermée, on l'appelle distributeur 2/2 NF.

Lorsque le moyen de commande (2) devient activé, le tiroir (3) libère le passage de l'air jusqu'à la sortie (2). La flèche au bout du bouton-poussoir indique l'activation du distributeur qui a pris une autre position que celle de repos.

Ce type de distributeur est appelé 2/2 parce qu'il y a, dans l'ordre, deux orifices dans le bâti du distributeur (l'entrée 1 et la sortie 2) et que le distributeur a la possibilité de prendre deux positions.

Le distributeur 2/2 NO représenté à la figure 2.73b fonctionne de façon similaire, sauf qu'il laisse circuler l'air vers la sortie lorsqu'il est au repos. Son appellation "normalement ouvert" fait allusion à une vanne ouverte lorsque le distributeur occupe la position de repos. Le distributeur 2/2 NO coupe toutefois la circulation de l'air lorsqu'il devient activé.

Représentation symbolique

On représente les différents modèles de distributeurs à l'aide de symboles. Chaque symbole est constitué d'une case rectangulaire à l'intérieur de laquelle on trouve deux ou trois cases carrées. Ces cases carrées désignent le nombre de positions que peut prendre le distributeur symbolisé.

A l'intérieur de chaque case carrée, des flèches indiquent le sens de la circulation du fluide pour chacune des positions du distributeur. La figure 2.74 montre le début de la création des symboles de distributeurs.

Figure 2.74    Création des symboles de distributeurs.

Le nombre de cases carrées juxtaposées correspond au nombre de positions que peut prendre le distributeur. Il faut ensuite ajouter, dans chaque case carrée, les lignes qui schématisent les canalisations internes du distributeur :

- les orifices sont tracés sur le carré de la position de repos ;

une flèche indique le sens du passage de l'air ;

un trait transversal indique une canalisation fermée (té).

On doit d'abord préciser ce qu'on entend par la position de repos d'un distributeur.

Position de repos : (état initial) position occupée par les pièces mobiles lorsque le distributeur n'est pas actionné, mais est sous pression.

Pour un distributeur à deux positions, l'état de repos (position repos) est indiqué par la case de droite (carré b).

Pour un distributeur à trois positions, la case centrale constitue la position de repos (carré 0). On ajoute ensuite les orifices (branchement des entrées et des sorties) qui se tracent sur la case schématisant la position de repos.

Identification des orifices

Généralement, les orifices principaux et les orifices de commande sont identifiés par des chiffres. Ainsi, selon la norme Iso 1219, les orifices d'un distributeur sont identifiés comme suit.

Orifices principaux

Pour les orifices principaux le repérage est le suivant :

1 = orifices d'alimentation.

= orifices d'utilisation avec un orifice de sortie.

2 et 4 = orifices d'utilisation avec 2 orifices sorties.

2, 4, 6 = orifices d'utilisation 3 orifices sorties.

= orifices d'échappement d'air.

3 et 5 = orifices d'échappement d'air avec 2 orifices d'échappement.

3, 5, 7 = orifices d'échappement d'air avec 3 orifices d'échappement.

Désignation alphabétique des raccords (encore très usitée dans la pratique) :

Le tableau de la figure 2.75 présente le repérage des orifices en fonction des distributeurs.

Figure 2.75    Repérage des orifices principaux suivant distributeurs.

Orifices de pilotage

Basé sur un principe fonctionnel, le repérage s'exprime par un numéro à deux chiffres (10, 12, 14). Il indique la mise en liaison des orifices principaux suite à l'apparition du dit signal :

signal 10 : interrompt la liaison entre les orifices 1 et 2, c'est le cas des distributeurs NF 2/2 et 3/2 ;

signal 12 : établit la liaison entre les orifices 1 et 2 ;

signal 14 : établit la liaison entre les orifices 1 et 4.

Retenez que l'identification d'un distributeur par des chiffres superposés a pour but d'en simplifier l'appellation.

  • Le premier chiffre indique le nombre d'orifices de circulation, représentés par les traits raccordés sur la case (le carré) de la position de repos.
  • Le deuxième chiffre désigne le nombre de positions possibles du distributeur, représenté par le nombre de cases (de carrés) dans le symbole :

    - 3/2 : trois orifices/deux positions ;

    - 5/2 : cinq orifices/deux positions.

 De façon générale, on rencontre plusieurs difficultés d'interprétation avec les distributeurs NO et NF La difficulté survient lorsqu'on compare par inadvertance un contact électrique avec un distributeur :

- contact NO : le courant ne circule pas ;

distributeur NO : l'air circule.

Il faut donc interpréter le fonctionnement d'un distributeur comme celui d'une "vanne" :

- distributeur NO au repos : l'air circule (vanne ouverte) ;

- distributeur NF au repos : l'air ne circule pas (valve fermée).

Par ailleurs, la plupart des distributeurs à quatre ou à cinq orifices ne peuvent être considérés comme étant NO ou NF, car il y a toujours un orifice qui laisse circuler l'air.

Il existe des distributeurs à deux, trois, quatre ou cinq orifices. Il faut faire preuve de vigilance lors de l'interprétation des symboles des distributeurs NO (normalement ouvert) et NF (normalement fermé).

Pour les distributeurs de plus de trois orifices, il y a presque toujours une canalisation qui conduit l'air, exemple du distributeur 4/2 (sens de passage 1-2). La figure 2.76 contient une liste des symboles des distributeurs les plus répandus.

Figure 2.76    Symboles des distributeurs.

Il est important de savoir que ces symboles indiquent uniquement la fonction du distributeur. Ils ne fournissent aucun renseignement sur la construction du composant.

Commande d'un distributeur

Chaque distributeur est muni d'un organe de commande et d'un organe de rappel :

l'organe de commande constitue le mode d'actionnement et se dessine, par convention, à la gauche du symbole du distributeur ;

l'organe de rappel constitue le mode de désactivation du distributeur et se dessine, par convention, à la droite du symbole.

Si l'on reprend l'exemple d'un distributeur 3/2 NF commandé par un bouton-poussoir et muni d'un ressort de rappel, on obtient le symbole complet de la figure 2.77.

Figure 2.77    Distributeur 3/2 NF.

Remarquez que le symbole de l'échappement désigné par le chiffre 3 est légèrement décalé par rapport au carré. Cette façon d'identifier l'échappement indique qu'il est possible d'installer un raccord sur cette canalisation. Au contraire, certains modèles de distributeurs évacuent directement l'air vers l'extérieur.

S'il est impossible de visser un raccord sur l'orifice d'échappement, on dessine le triangle directement sur le carré.

Le ressort constitue fréquemment l'organe de rappel. Ce n'est toutefois pas la règle générale, car selon leur emploi et leur localisation, les distributeurs peuvent être commandés (pilotés) des deux côtés de différentes manières. La figure 2.78 montre les principaux modes de commande d'un distributeur.

Figure 2.78    Modes de commande.

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