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REVENDICATIONS
1. Vanne pneumatique bistable, caractérisée par le fait qu'elle comporte un corps, en un matériau non magnétique, comportant un évidement dans lequel coulisse librement mais de façon étanche un noyau séparant l'évidement en deux chambres, par le fait que chacune de ces chambres est reliée d'une part à un conduit d'échappement à l'air libre et d'autre part à un conduit de gonflage, par le fait que le noyau, respectivement constitué en matériau ferreux ou par un aimant permanent, comporte un conduit destiné à relier alternativement l'un et l'autre des conduits de gonflage à un conduit d'alimentation en air comprimé suivant la position du noyau dans le corps, par le fait que des aimants permanents ou des éléments en matériau ferreux sont disposés dans les parois d'extrémité du corps,
et par le fait qu'un passage est prévu entre chacun des conduits de gonflage et l'extrémité interne la plus proche de l'évidement du corps.
2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le noyau comporte une rainure périphérique d'équilibrage.
3. Vanne selon la revendication I ou la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de réglage de la course du noyau et de la durée de son cycle de va-et-vient indépendamment de la pression d'alimentation et du calibrage des conduits d'échappement.
4. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le noyau est un aimant permanent et que les éléments d'ex- trémité sont en matériau ferreux.
5. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les éléments d'extrémité sont des aimants permanents et que le noyau est en matériau ferreux.
La présente invention a pour objet une vanne pneumatique bi
stable utilisable particulièrement, mais non exclusivement pour I'alimentation alternée des deux chambres d'un matelas ou coussin pneumatique.
Pour les grands malades ou les invalides devant rester couchés ou assis, il existe des matelas et des coussins pneumatiques à doubles chambres ou compartiments pouvant être gonflés alternativement afin d'éviter que le patient repose toujours aux mêmes endroits, ce qui peut provoquer des escarres, et stimuler la circulation sanguine sans que le patient soit obligé d'effectuer des mouvements par luimeme.
Actuellement ces matelas ou coussins sont alimentés en air sous pression par une source d'air comprimé par l'intermédiaire d'une vanne dirigeant l'air alternativement dans l'une ou l'autre de ces chambres, la commande de l'inversion de la vanne s'effectuant à l'aide d'un dispositif de commande électrique onéreux et pas toujours fiable.
La présente invention tend à éliminer ces inconvénients par la suppression du dispositif de commande électrique et a pour objet une vanne pneumatique bistable qui se distingue par le fait qu'elle comporte un corps, en un matériau non magnétique, comportant un évidement dans lequel coulisse librement mais de façon étanche un noyau séparant ledit évidement en deux chambres; par le fait que chacune de ces chambres est reliée d'une part à un conduit d'échappement à l'air libre et d'autre part à un conduit de gonflage; par le fait que le noyau respectivement constitué en matériau ferreux ou par un aimant permanent comporte un conduit destiné à relier alternativement l'un et l'autre des conduits de gonflage à un conduit d'alimentation ou air comprimé suivant la position du noyau dans le corps;
par le fait que des aimants permanents, ou des éléments en matériau ferreux sont disposés dans les parois d'extrémité du corps; et par le fait qu'un passage est prévu entre chacun des conduits de gonflage et l'extrémité interne la plus proche de l'évidement du corps.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution de la vanne pneumatique selon l'invention.
Les figures 1 et 2 illustrent en perspective et en plan l'utilisation de la vanne pneumatique pour l'alimentation d'un matelas à deux compartiments.
La figure 3 est une coupe longitudinale de la vanne pneumatique.
La figure 4 est une coupe longitudinale partielle d'une variante de la vanne pneumatique.
La vanne pneumatique illustrée à la figure 3 comporte un corps 1 en un matériau non magnétique présentant un évidement 2, prismatique ou cylindrique, renfermant un noyau 3. Le noyau 3, en un matériau ferreux, présente une longueur inférieure à celle de l'évidement 2 et coulisse librement mais de façon étanche dans celui-ci de telle sorte qu'il le sépare en deux chambres distinctes.
Le corps 1 comporte deux conduits d'échappement 4, 5, reliant l'évidement 2 à l'air libre, séparés d'une distance approximativement égale à la longueur du noyau 3.
Situé approximativement dans son plan médian se trouve un conduit d'alimentation 6 reliant l'évidement 2 à une source d'air sous pression (non illustrée). De part et d'autre de ce conduit d'alimentation se trouvent des conduits de gonflage 7, 8 reliant l'évidement interne 2 du corps 1 à l'une des chambres étanches d'un matelas ou d'un coussin à deux compartiments. Les passages 9, 10, associés respectivement aux conduits de gonflage 7, 8, relient chacun de ceux-ci à l'extrémité frontale la plus proche du logement interne 2.
Des aimants permanents 11, 12 sont placés dans les parois terminales du corps 1 délimitant la longueur de l'évidement 2.
Le noyau 3 ferromagnétique comporte un conduit 13 reliant, suivant la position du noyau 3, le conduit d'alimentation 6 à l'un ou l'autre des conduits de gonflage 7, 8.
Dans l'exemple illustré, le noyau 3 comporte encore une rainure d'égalisation de pression 14 permettant de réduire l'usure du noyau et du corps.
Lorsque le conduit d'alimentation 6 est relié à une source d'air comprimé et que les conduits de gonflage 7, 8 sont reliés à des volumes gonflables distincts le fonctionnement de la vanne est le suivant:
Dans la position illustrée à la figure 3, le noyau 3 est dans sa position extrême droite, maintenu dans cette position par I'attraction de l'aimant permanent 11. L'air comprimé arrivant par le conduit d'alimentation 6 est dirigé par le conduit 13 vers le conduit de gonflage 7 et le passage 9. Le conduit de gonflage 8 est relié directement à l'air libre par le conduit d'échappement 5.
La pression régnant dans l'enceinte formée par le conduit de gonflage 7 et le volume qui lui est raccordé, le conduit 13 et le passage 9 atteint une valeur suffisante pour provoquer sur le noyau 3 une force dans la direction F suffisante pour compenser d'une part l'attraction de l'aimant permanent 11 et d'autre part la force due à la pression résiduelle régnant dans l'évidement mis à l'échappement. Le noyau se déplace vers la gauche (figure 3) et vient buter contre l'aimant permanent 12 ou l'autre extrémité de l'évidement du corps 1. Ce noyau est maintenu dans cette position par l'aimant 12.
Dès cet instant, le conduit de gonflage 7 et le volume qui lui est relié sont mis à l'échappement par le conduit 4 tandis que le conduit de gonflage 8 est relié au conduit d'alimentation 6 par le conduit 13 du noyau 3.
Un nouveau déplacement, en sens inverse du noyau 3, est provoqué lorsque la pression régnant dans l'enceinte 8, 13, 6 est suffisante pour compenser la pression résiduelle du conduit de gonflage 7 mis à l'échappement et la force d'attraction de l'aimant 12.
Tant que le conduit d'alimentation 6 est alimenté en air comprimé, le noyau 3 de la vanne effectue un mouvement de va-et-vient sans aucune autre intervention externe.
Par le calibrage des conduits d'évacuation 4, 5 la durée d'un cycle de va-et-vient du noyau peut être réglée à volonté pour une pression d'alimentation en air donnée.
On a ainsi réalisé une vanne pneumatique bistable à commande automatique particuliérement bien adaptée au gonflage alterné des
deux chambres A, B d'un matelas ou coussin C. Cette vanne peut être logée dans un logement 15 prévu à cet effet dans le matelas C et les conduits de gonflage 7, 8 être reliés aux chambres A, B de ce matelas par l'intermédiaire de filtres 16, 17 pour éviter toute souillure de la vanne.
La rainure 14 permet d'équilibrer approximativement la pression autour du noyau 3 pour limiter l'usure par frottement entre le noyau 3 et le corps 1.
La vanne décrite est particulièrement simple, peu coûteuse et fiable puisqu'il n'y a qu'une seule pièce en mouvement.
La figure 4 illustre une variante de la vanne dans laquelle la course axiale du noyau est réglable à l'aide de vis 18 vissées dans les parois terminales du corps 1, ici constituées par les aimants permanents. Une membrane 19 assure l'étanchéité de l'évidement 2.
A l'aide de ces vis 18, on peut également modifier l'attraction des aimants sur le noyau et ainsi modifier la durée du cycle de la vanne sans modifier la pression d'alimentation ou le calibrage des conduits d'échappement.
Dans une variante, le noyau 3 peut être constitué par un aimant permanent. Dans ce cas, les aimants 11, 12 seraient remplacés par des éléments en un matériau ferreux. Le fonctionnement d'une telle variante est le même que celui de la forme d'exécution décrite précédemment.
Il faut encore noter que, lorsque la vanne est maintenue dans un logement comme illustré aux figures I et 2, on assure ainsi le maintien horizontal de l'axe longitudinal de la vanne. De cette façon, on annule l'influence que pourrait avoir le poids du noyau sur le fonc tionnement de la vanne.
De plus, les bruits d'échappement sont atténués et un seul conduit est nécessaire entre la vanne d'alimentation et le matelas ou le coussin.
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CLAIMS
1. Bistable pneumatic valve, characterized in that it comprises a body, made of a non-magnetic material, comprising a recess in which slides freely but in leaktight manner a core separating the recess in two chambers, by the fact that each of these chambers are connected on the one hand to an exhaust duct in the open air and on the other hand to an inflation duct, by the fact that the core, respectively made of ferrous material or by a permanent magnet, comprises a conduit intended to connect alternately one and the other of the inflation conduits to a compressed air supply conduit according to the position of the core in the body, by the fact that permanent magnets or elements made of ferrous material are arranged in the end walls of the body,
and by the fact that a passage is provided between each of the inflation conduits and the internal end closest to the recess of the body.
2. Valve according to claim 1, characterized in that the core has a peripheral balancing groove.
3. Valve according to claim I or claim 2, characterized in that it comprises means for adjusting the stroke of the core and the duration of its reciprocating cycle independently of the supply pressure and the calibration of the exhaust pipes.
4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the core is a permanent magnet and that the end elements are made of ferrous material.
5. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end elements are permanent magnets and that the core is made of ferrous material.
The present invention relates to a bi-pneumatic valve
stable usable particularly, but not exclusively, for the alternating supply of the two chambers of an air mattress or cushion.
For the seriously ill or disabled who have to lie down or sit, there are mattresses and pneumatic cushions with double chambers or compartments that can be inflated alternately to avoid the patient always resting in the same places, which can cause bedsores, and stimulate blood circulation without the patient having to perform movements by himself.
Currently these mattresses or cushions are supplied with pressurized air by a source of compressed air by means of a valve directing the air alternately in one or the other of these chambers, controlling the inversion of the valve being carried out using an expensive and not always reliable electrical control device.
The present invention seeks to eliminate these drawbacks by eliminating the electrical control device and relates to a bistable pneumatic valve which is distinguished by the fact that it comprises a body, made of a non-magnetic material, comprising a recess in which slides freely but sealingly a core separating said recess into two chambers; by the fact that each of these chambers is connected on the one hand to an exhaust duct in the open air and on the other hand to an inflation duct; by the fact that the core respectively made of ferrous material or by a permanent magnet comprises a duct intended to connect alternately one and the other of the inflation ducts to a supply duct or compressed air depending on the position of the core in the body;
by the fact that permanent magnets, or elements made of ferrous material are arranged in the end walls of the body; and by the fact that a passage is provided between each of the inflation conduits and the internal end closest to the recess of the body.
The accompanying drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the pneumatic valve according to the invention.
Figures 1 and 2 illustrate in perspective and in plan the use of the pneumatic valve for feeding a mattress with two compartments.
Figure 3 is a longitudinal section of the pneumatic valve.
Figure 4 is a partial longitudinal section of a variant of the pneumatic valve.
The pneumatic valve illustrated in FIG. 3 comprises a body 1 made of a non-magnetic material having a recess 2, prismatic or cylindrical, containing a core 3. The core 3, made of a ferrous material, has a length less than that of the recess 2 and slides freely but tightly therein so that it separates it into two separate chambers.
The body 1 comprises two exhaust ducts 4, 5, connecting the recess 2 to the open air, separated by a distance approximately equal to the length of the core 3.
Located approximately in its median plane is a supply duct 6 connecting the recess 2 to a source of pressurized air (not shown). On either side of this supply duct there are inflation ducts 7, 8 connecting the internal recess 2 of the body 1 to one of the sealed chambers of a mattress or of a cushion with two compartments. The passages 9, 10, respectively associated with the inflation conduits 7, 8, connect each of these to the front end closest to the internal housing 2.
Permanent magnets 11, 12 are placed in the end walls of the body 1 delimiting the length of the recess 2.
The ferromagnetic core 3 comprises a conduit 13 connecting, depending on the position of the core 3, the supply conduit 6 to one or the other of the inflation conduits 7, 8.
In the example illustrated, the core 3 also has a pressure equalization groove 14 making it possible to reduce wear on the core and the body.
When the supply line 6 is connected to a source of compressed air and the inflation lines 7, 8 are connected to separate inflatable volumes, the operation of the valve is as follows:
In the position illustrated in Figure 3, the core 3 is in its extreme right position, held in this position by the attraction of the permanent magnet 11. The compressed air arriving through the supply conduit 6 is directed by the duct 13 towards the inflation duct 7 and the passage 9. The inflation duct 8 is connected directly to the open air by the exhaust duct 5.
The pressure prevailing in the enclosure formed by the inflation duct 7 and the volume which is connected to it, the duct 13 and the passage 9 reaches a value sufficient to cause on the core 3 a force in the direction F sufficient to compensate for on the one hand the attraction of the permanent magnet 11 and on the other hand the force due to the residual pressure prevailing in the recess put in the exhaust. The core moves to the left (FIG. 3) and abuts against the permanent magnet 12 or the other end of the recess of the body 1. This core is held in this position by the magnet 12.
From this instant, the inflation duct 7 and the volume which is connected to it are exhausted through the duct 4 while the inflation duct 8 is connected to the supply duct 6 by the duct 13 of the core 3.
A new displacement, in the opposite direction of the core 3, is caused when the pressure prevailing in the enclosure 8, 13, 6 is sufficient to compensate for the residual pressure of the inflation duct 7 exhausted and the force of attraction of magnet 12.
As long as the supply duct 6 is supplied with compressed air, the core 3 of the valve performs a back-and-forth movement without any other external intervention.
By calibrating the evacuation conduits 4, 5 the duration of a cycle of reciprocation of the core can be adjusted as desired for a given air supply pressure.
An automatic controlled bistable pneumatic valve was thus produced which is particularly well suited to the alternating inflation of
two chambers A, B of a mattress or cushion C. This valve can be housed in a housing 15 provided for this purpose in the mattress C and the inflation conduits 7, 8 be connected to the chambers A, B of this mattress by the 'through filters 16, 17 to avoid any contamination of the valve.
The groove 14 makes it possible to approximately balance the pressure around the core 3 to limit wear by friction between the core 3 and the body 1.
The valve described is particularly simple, inexpensive and reliable since there is only one moving part.
FIG. 4 illustrates a variant of the valve in which the axial stroke of the core is adjustable using screws 18 screwed into the end walls of the body 1, here constituted by the permanent magnets. A membrane 19 seals the recess 2.
Using these screws 18, it is also possible to modify the attraction of the magnets on the core and thus modify the duration of the valve cycle without modifying the supply pressure or the calibration of the exhaust conduits.
In a variant, the core 3 can be constituted by a permanent magnet. In this case, the magnets 11, 12 would be replaced by elements made of a ferrous material. The operation of such a variant is the same as that of the embodiment described above.
It should also be noted that, when the valve is held in a housing as illustrated in Figures I and 2, this ensures horizontal maintenance of the longitudinal axis of the valve. In this way, the influence that the weight of the core could have on the operation of the valve is canceled.
In addition, exhaust noise is reduced and only one conduit is required between the supply valve and the mattress or cushion.