La détermination de la géométrie de la membrane, le choix du renfort et de l’élastomère se fait par du calcul itératif, toutes les dimensions ainsi que les tolérances réalistes sont proposées par EFFBE à ses clients.
Souvent, en plus de la proposition du type de membrane et sa cotation tolérancée, EFFBE co-développe avec le client et propose les définitions des pièces environnantes. L’objectif étant de répondre en tous points aux protocoles de test définis par nos clients.
Ces éléments dépendent des données d’entrées du cahier des charges fonctionnel :
- Différences de pression
- Températures extrêmes
- Fréquences et harmoniques
- Durée de vie, nombre de cycles
- Géométrie et volume disponibles
- Les types de matériaux environnants ainsi que le mode d’obtention
- Course maximale souhaitée
- Produits en contact
Fonction de commande
Le but est de transformer une différence de pression en force.
La membrane est mise en pression ou dépression hydrauliquement ou pneumatiquement sur une face et transforme la pression différentielle en une force de traction ou de poussée dirigée dans un seul sens avec un déplacement (course limitée par une butée). L’inversion du déplacement est possible soit par un ressort de rappel lors de la détente de la pression, soit par un mouvement alterné de pression. La force créée actionne un mécanisme.
EXEMPLES D’UTILISATION
- Commande de vanne
- Servo-freins
- Commande de soupapes
- Eléments de distribution
- Servo-moteur
- Capsules pression/dépression
- Actionneurs de la vanne d’alimentation de la turbine des turbo-compresseurs
Fonction de régulation
Le but est de transformer une différence de pression en force mais avec une fonction de régulation autour d’une consigne.
La membrane, avec un ressort sous contrainte, est reliée mécaniquement à un dispositif d’ouverture et de fermeture d’un passage, ce passage reste ouvert aussi longtemps que la force transmise par la membrane et dépendant de la pression ne dépasse pas la force du ressort. Le passage se ferme dès que la force transmise par la membrane dépasse celle du ressort et actionne par son mouvement le dispositif de fermeture. La baisse de pression résultant de l’écoulement du produit provoque l’effet de rappel du ressort entraînant par un nouveau mouvement de la membrane la réouverture du passage.
EXEMPLES D’UTILISATION
- Régulateurs de pression
- Détendeurs
- Régulateurs de débit
Fonction de pompe
L’objectif est de transformer une force motrice en force mécanique.
La membrane actionnée mécaniquement (ou électromagnétiquement) avec ou contre le ressort de rappel, provoque suivant la direction de sa course, alternativement soit un agrandissement (mouvement d’aspiration) soit une diminution (mouvement d’expulsion) du volume qu’elle délimite. Des clapets, situés dans les ouvertures d’aspiration et d’expulsion permettent un écoulement dirigé dans le même sens du produit véhiculé. La fréquence de travail et le volume définissent le débit, la force motrice ou la force du ressort de rappel qui définissent à leur tour la pression de refoulement pour des dimensions données.
EXEMPLES D’UTILISATION
- Pompes à carburant
- Pompes de reprises (carburateur)
- Pompes à dépression
- Pompes à vide
- Pompes doseuses
- Compresseurs
Fonction de soupape
Le but est de libérer un gaz ou un fluide dès que la pression dépasse un seuil défini.
Une membrane avec un ressort sous contrainte maintient le siège d’étanchéité d’un clapet en position fermeture de façon à éviter toute fuite. Le passage reste fermé aussi longtemps que la force transmise par la membrane et dépendant de la pression du milieu ne dépasse pas la force du ressort. Dès que la force transmise par la membrane est supérieure à la force du ressort, la membrane se déplace contre celui-ci et provoque l’ouverture du siège d’étanchéité du clapet, ce qui permet le passage du produit véhiculé.
EXEMPLES D’UTILISATION
- Soupape de surpression
- Soupape de sécurité
Fonction d’accumulateur
Dans cette application la fonction de la membrane est la séparation de produits avec un équilibre de pression.
Les accumulateurs sphériques ou autres sont constitués de deux calottes hémisphériques assemblées par vissage et serrant une membrane. Celle-ci porte une butée métallique qui vient obturer l’orifice d’utilisation lorsque la vidange totale de fluide est réalisée : tout risque de détérioration de la membrane est ainsi évité. L’orifice côté gaz est équipé d’une valve de gonflage permettant d’intervenir sur la pression d’azote dans l’accumulateur.
EXEMPLES D’UTILISATION
- Compensateur de volume de vases d’expansion
- Accumulateurs hydrauliques
- Amortisseurs de pression
- Suspension oléopneumatique
Fonction de suspension amortissement
Ces membranes réduisent les pulsations et les vibrations pendant le fonctionnement d’une pompe assurant ainsi un débit continu et non pulsé avec une réduction des vibrations et des bruits sur les tuyauteries du système.
EXEMPLES D’UTILISATION
- Suspension oléopneumatique
- Suspension pneumatique
- Amortisseurs de pulsations
Fonction d’étanchéité flexible
Le but est d’assurer une étanchéité entre 2 chambres afin que le fluide situé dans la chambre 1 ne passe pas dans la chambre 2 et inversement.
La membrane est utilisée à la place d’un piston avec joint coulissant dans un cylindre elle présente une multitude d’avantages :
- Pas de frottement
- Pas besoin de lubrification
- Pas d’effet stick slip
- Grande longévité
- Pas d’effort de déplacement
- Peu d’hystérésis
- Multidirectionnelle
EXEMPLES D’UTILISATION
- Membranes d’étanchéité d’électro actuateur
- Soufflets de cardans
- Soufflets d’actuateur
- Membranes de séparation limitant la poussière abrasive pour la mécanique
- Membranes de protection dynamique pour pompes péristaltiques
- Protections souples dans l’imagerie médicale
- Boucliers thermiques boosters de fusée
- Barrières flexibles aux ondes électromagnétiques
- Absorbants flexibles d’ondes électromagnétiques
- Barrières flexibles aux photons (X et gamma)
- Barrières à la flamme au UV
- Protection flexible balistique
- Ampoules ultrasoniques pour lithotriteur
- Membranes pour sonde échographique
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