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"Perfectionnements aux butées flexibles à diaphragmes".
L'invention concerne lesbutées flexiblesà diaphragme, applicables aux appareils actionnés par des gaz sous pression, et a pour objet un système perfectionné de butée de ce type.
'Les butées flexibles ou diaphragmes connus à ce jour présentent des inconvénients importants qui avaient jusqu'ici limité leur application aux cas où ce diaphragme est soumis à des pressions relativement faibles, et à des courses s effec... tives d'un ordre de grandeur assez faible.
Dans le cas d'un diaphragme de forme 'plane, ou sensible,
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ment plane, il est évident que la déplacement du diaphragme depuis sa position médiane correspondant à cette forme plane, est nécessairement accompagné d'une déformation du diaphragme donnant naissance a des forces ou tensions infâmes qui tendent â ramener la diaphragme â sa position médiane.
Ces forces sont relativement peu importantes lorsque le diaphragme est constitué d'une matière élastique mince, et lorsqu' on n'envisage qu'une course relativement faible du diaphragme; .lais on conçoit que dans tous les cas,la. réaction du diaphragme aux variations de la pression de gaz a laquelle il est soumis, est considérable-' mant modifiée par l'action desefforts occasionnéspar sae des placements, et 1a position du diaphragme n'est donc pas Entière... ment dépendante des pressions de gaz utilisées.
Dans le cas le diaphragmesdestinésà être soumis L des pressions relativement considérables, et constitués en vue de résister â de talles pressions, en une matière flexible relati- vement épaisse et sensiblement inextensible, les tensions inter- nes produites par le déplacement du diaphragme par rapport L sa position médiane deviennent tout à fait considérables, @ moins du diaphragme que ce déplacement/ne soit relativement faible;
en général, il est impossible d'utiliser des diaphrmes de ce type dans tous les cas on une margeda course suffisamment grande est néceseai- re, sansproduire une augmentation de la pression nécessitée par l'augmentation du déplacement,par suite de l'augmentation des tensions internesà surmonter.
On a déjà proposé,pour parer à ces inconvénients,différai-' tes formes dediaphragme autres que la forme plane, ou sensible- ment plane,mais toutes ces formes présentent l'inconvénient que la marge de course possible est relativement faible,tandis que les tensions internes produites dans le diaphrme par suite de son déplacement affectent sérieusement la sensibilité du diaphragme aux variations de pression motrice, en introduisant une pression nuisible et indéterminée pour ramener le diaphragme
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à sa position originale nan reformée.
Certaines formes de diaphragme déjà proposées présentent également l'inconvénient que la surface effective du diaphragme est différente pour différentes valeurs du déplacement, da sorte , que la sensibilité du diaphragme) aux variations de pression auxquelles il est soumis dépend de sa position dans sa marge de course,ce qui pour de nombreuses considérations est fâcheux et inadmissible.
Le mode de construction perfectionne, cent orme à la présen- te invention, est destiné à surmonter les inconvénients cidessus, et permet la réalisation d'un diaphragme pouvant être considéré comme équivalent, en cee qui concerne sa marge de course et l'indépendance de l'effet des tensions internes à une butée à piston même lorsqu'elle est soumise à des variatione considérablesde pression, et qui peut être utilisée sous diverses conditions de travail sans subir de détérioration.
L'invention est représentée à titre d'exemple au'dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une coupe en élévation d'une moitié de diaphragme constitué suivant une forme préférée de l'invention.
Les figures 2 et 3 sont des vues analogues montrant le diaphragme- maintenu en position de fonctionnement dans ses organes de support fixes et mobiles,ce diaphragme étant disposé pour travailler sous différentes conditions de pression.
En se référant au dessin, on voit que la butée flexible représentée comporte un diaphragme dont les bridas intérieure et extérieure annulaires sensiblement planes sont indiquées en 1 et 2, et qui, dans la position originale pour laquelle le diaphragme n'est soumis à aucun effort et représentée figure 1, sont placées dans deux plans parallèles différents et reliées par une partie intermédiaire 3, Le diaphragme est réalisé de préférence' en caoutchouc moulé avec un renforcement interne de construction consistant dans des fils disposés radialement lui
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permettant de résister aux efforts en direction radiale tout en permettant une dilatation circonferentielle et une flexion du c aout ch ouc .
La distance axiale séparant les plans des brides 1 et 2 et par conséquent la longueur de la partie intermédiaire conique 3 du diaphragme sont déterminées en fonction de la marge de course nécessaire,
La bride extérieure 2 est fixée de toute manière appropriée sur un support extérieur cylindrique 4, la bride intérieure étant fixée à l'élément mobile 5, tendis que la partie intermédiaire 3 du diaphragme est déformée suivant deux plis concentriques annulaires 6 et 7 disposés en sens inverse , de manière que, dans la position moyenne normale du diaphragme représentée figures 2 et 3, les brides extérieure et intérieure 1 et @ soient reliées par une partie doublement pliée;
les creux et les saillies annulaires des plis 6 et 7 étant disposés dans des plans décalés de part et d'autre du plan debrides.
Le pli interne 7 est disposé de manière à âtre supporté ou maintenu danssa position déformée indépendamment de la course du diaphragme, de manière que toutes les portions de ce diaphragme autres que la portion conique intermédiaire 3 puissent, soit reprendre leur forme moulée en position non déformée, soit être volontairement déformées et maintenues ou supportées rigidement à leur forme voulue ; ainsi aucune portion du diaphragme autre que la portion intermédiaire conique 3 ne peut être changée de forme quels que soient les déplacements durant la course puisque tous sent fixés en position et par conséquent ne pauvent pas être affectés par le déplacement du diaphragme pendant le travail.
Les tensions internes s'exercent des le début dans la portion intermédiaire conique 3 du diaphragme par suite du double pli,mais ces tensions restent constantes pendant toute la course du diaphragme, et par suite n'ont pas d'effet sur
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son mouvement.
Ces tensions s'exercent à la compression eta la traction Puisqu'elles sont dues à un mouvemant de flexion et elles restent constantes lorsque le diaphragme se déplace ,puisqu'ellesprennent naissance dans une partie de la portion intermé- diaire 3,tandis qu'elles sont supprimées dans l'autre partie.
Bandant la course de la butée, le rayon des plis annulaires 6 et 7 reste constant,de sorte que la position radiale et la forme de chaque pli sont invariables bien que la zoae annulaire de la portion intermédiaire comprise entre chaque pli varie pendant la c ourse.
Ce mouvement de la portion intermédiaire 3 du diaphragme peut être limité par les formes du support cylindrique 4 et de l'élément mobile 5, le pli extérieur 6 se déplaçant le long de la surface oylindrique 8 contre laquelle la portion intermédiaire du diaphragme, extérieure au pli 6, vient s'appuyer , tandis que la portion du diaphragme correspondant à la face extérieure du pli extérieur 6 s'appuie contre le bord eylindri- que 9 de l'élément mobile 5.
On voit ainsi, qu'en ce qui concerne le pli extérieur 6, la portion intermédiaire du diaphragme roule en se rapprochant ou en s'éloignant de la surface cylindrique du support 4, en s' éloignant ou en se rapprochant au contraire de la surface cylindrique9de l'élément mobile 5, en même temps que cet élément 5 se déplace par rapport au support 4,la portion du diaphragme placée entre ces surfaces,constituant le pli 6 lui- même .
Le pli interne 7 peut rester pendant la course continuellament en prise avec une saillie annulaire 10 appropriée de l'élément mobile 5.
Les conditions exposées ci-dessus se maintiennent dans les cas ou, comme indiqué figure 2,la pression du.gaz dans l'espaceau-dessus de la surface supérieure du diaphragme qui
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ast tourné vers la concavité du pli extérieur 6, ast plus grande que la pression an gaz sur 1a face opposée. Dans le cas contraire représente figure 3,pour lequel l'espace tourné vers la concavité du pli intérieur 7 est à une pression plus élevée,la pli extérieur 6 peut rester en prise avec une sail- lie annulaire 11 du support cylindrique 4, tandis que le pli intérieur 7 modifie sa position axiale pendant la course.
Il est évident que le pli mobile,intérieur ou extérieur, suivant la cas, a un diamètre invariable pendant toute la course,de sorte que la surface effective de la butée est éga- lement invariable et qu'en outre les tensions internes dans une zone particuliers quelconque de la portion intermédiaire du diaphragma, bien qu'elles varient en ce qui concerne leur intensité et leur sens lorsque la butée se déplace, sont sensi- blement neutralisées par la variation inverse des tensions dans une autre ou dans d'autres zones, ces tensions étanten fait transmises d'une zone à l'autre pendant le mouvement du pli.
Les tensions initiales produites par le pliage original du diaphragme lorsqu'il est mis en position sont ainsi, non sensiblement seulement/équilibrées dans leur ensemble, mais encore mainte- nues équilibrées pandant la course bien qu'elles passent d'une portion à l'autre pondant son mouvement.
La portion intermédiaire S du diaphragme a été définie dans l'exemple ci-dessus comme d'une forme sensiblement coni- que,mais pour que les conditions ci-dessus soient antièrement remplies,la forme conique peut dans certains cas être modifiée de manière @ obtenir une surface de section transversale origi- nale courbe,ce qui conduit à une modification correspondante de l'importanceet de la distribution destensions initialespro- duites par le pliage du diaphragme.
Dans certains cas, la bride intérieure peut être consti- tuée par une base sensiblement plate et non. perforée fixée à
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l'élément mobile 5, et le diaphragme conporte de préférence, comme indiqué figure 1, de légères courbures intermédiaires 12 et 13, reliant la portion intermédiaire principale 3 et les brides 1 et 2,ce qui facilite l'opération de moulage.
L'invention n'est évidemment pas limitée à une forme particulière de construction tant en ce qui concerne le support et l'élément mobile qu'en ce qui concerne la constitution du diaphragme décrit et représenté à titre d'exemple.
EMI7.1
RETENDICATIONS. l.-Butés flexible du type diaphragme p our appareils agtionnés par un fluide sous pression comprenant un diaphragme comportant des brides extérieure et intérieure connectées par une partie intermédiaire,
qui est disposée pour être déformée en plis annulaires opposés de rayons différents et qui sont constants pendant le mouvement de diaphragme et disposés de telle manière relativement l'un par rapport à l'autre que l'augmentation et la diminution des efforts de compression et de traction produits dans les différentes zones annulaires du diaphragme lors du déplacement de ce dernier en substance, se neutralisent,dans le but spécifié.
2,-Diaphragme flexible comme revendiqué dans revendication 1, comprenant substantiellement des brides interne et externe planes ,.connectées par une partie intermédiaire conique, dans le but spécifié.
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