<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENT POUR LES SOUPAPES.
Linvention se rapporte aux soupapes à obturateur du type dans lequel un obturateur mince, ayant une épaisseur constante, (à l'exception d'un bord biseauté), doit se déplacer devant au moins une bague de fermeture étanche faite d'une matière élastique analogue à du caoutchouc qui entoure un orifice dans le corps de soupape et qui est pressée par des ressorts dans la direction de l'autre orifice de façon que, lorsque la soupape est fermée, ladite bague est pressée contre l'obturateur, et, lorsque la soupape est ou- verte., elle est pressée contre une surface d'appui dans le corps de soupape ou contre une autre bague de fermeture semblable, tandis que, dans les posi- tions intermédiaires, ladite bague, en raison de sa nature élastique et de 1'.extrémité biseautée de l'obturateur,
réalise encore un bon joint au point où elle rencontre le bord de l'obturateuro
Dans les soupapes de ce type qui sont équipées avec deux bagues, celles-ci sont simplement logées dans des gorges pratiquées dans le corps de soupape, de sorte que si la pression du fluide sur la face d'arrivée vient à dépasser une certaine valeur - qui dépend de la pression du ressort - du fluide passera dans le corps de soupape où le mécanisme de manoeuvre est ins- tallé et est monté d'ordinaire sur un plan coplanaire à l'une des faces de l'obturateuro Il est du reste d'usage de faire communiquer les logements dans lesquels sont disposés les ressorts par des fentes avec le conduit, dans la partie qui est du côté de l'arrivée du fluide pour empêcher que la bague de fermeture étanche ne soit hydrauliquement bloquée dans sa gorge,
de sorte que le fluide arrive toujours au corps de soupape par le côté d'arrivée de la soupape. De la sorte, la fermeture étanche effective est du côté de l'é- coulement, côté vers lequel la pression du fluide pousse l'obturateur quand celui-ci est fermé et la partie du corps de soupape qui renferme le mécanis- me de manoeuvre est remplie par le fluide sous pression.
Comme conséquence, la garniture qui joint de façon étanche l'arbre de manoeuvre pénétrant dans le corps de soupape avec celui-ci ne peut être réparée ou regarnie, l'arbre
<Desc/Clms Page number 2>
de manoeuvre re peut être retiré que si la canalisation est vide ou si la soupape a été séparée de la canalisation,
Conformément à la présente invention, dans une soupape du type qui vient d'être décrit, il existe au moins une bague de fermeture qui est fixée de façon étanche au corps de soupape et, en même temps, constitue sous l'action d'un ressort, un joint étanche avec une surface d'appui (qui - peut être une surface dans le corps de soupape ou une bague élastique ou en- core une autre bague de fermeture semblable fixée de façon étanche au corps de soupape), quand la soupape est ouverte,
un joint en partie avec la surfa- ce d'appui et en partie avec l'obturateur quand la soupape est incomplètement ouverte et un joint avec l'obturateur quand la soupape est fermée. La soupa- pe doit être employée en plaçant la bague du côté de l'arrivée du fluide et dans ce cas, pour toutes les positions de l'obturateur, la bague sépare le mécanisme de manoeuvre du fluide que l'on manipule. Il est avantageux que la fixation étanche au corps de soupape soit réalisée de façon que la pression exercée par le fluide agisse pour appliquer la bague contre l'obturateur.
Un moyen satisfaisant pour obtenir ce résultat consiste à fixer de façon étanche la ou les bagues au corps de soupape à l'aide d'un diaphragme flexi- ble au dos duquel le fluide qui se trouve du même côté de l'obturateur aura accèsa Comme la soupape est fermée de façon étanche du côté par lequel le fluide arrive à l'obturateur, l'arbre de manoeuvre n'est pas soumis à une pression une garniture est néanmoins préférable, mais si le montage général le permet, il sera possible de sortir l'arbre ou de regarnir le presse-étou- pe sans vider la canalisationo De plus, la pression qui produit la fermetu- re étanche entre la bague et l'obturateur provenant en partie de la pression, convient aux conditions de fonctionnement.
La valeur effective de cette par- tie de la pression produisant le joint étanche due à la pression du fluide dépend de la surface du diaphragme qui transmet effectivement la pression du fluide et cette surface peut être choisie à volonté. Quand la soupape est ouverte,la ou les bagues sont également appliquées de façon étanche contre la surface d'appui par une pression qui dépend de la pression du fluide et il n'y a aucune possibilité d'une fuite autour du dos de la ou des bagues.
Le diaphragme peut être fixé de façon étanche au corps de soupa- pe par le serrage de son bord extrême : ce bord extrême et l'espace à l'inté- rieur duquel il est ceré peuvent avoir une section en queue d'aronde - ou analogue - de façon à avoir une compression volumétrique de la matière en forçant ainsi sa surface de bord, qui n'est pas directement serrée, contre la surface du corps de soupape avoisinant cette partie de l'espace de serrage et améliorant le joint. La bague peut être faite en une pièce avec son dia- phragmeo Si la bague est guidée à sa périphérie extérieure et si l'un espa- ce est ménagé pour permettre le mouvement du diaphragme, il est possible d'em- pécher que le fluide qui pourrait suinter au-delà de la bague ne soit bloqué dans cet espace en pratiquant les évents nécessaires.
Dans une variante, la bague et le diaphragme peuvent être séparés et les éléments peuvent être dis- posés de façon que la pression du ressort les maintienne normalement en con- tact s si, dans ce cas, il se trouvait quelque liquide enfermé dans l'espace du corps de soupape etsi sa pression s'élevait de façon excessive en raison de changements de température, la pression excessive sera abaissée du coté de l'écoulement du fluide entre la bague et le diaphragme,,
Lorsqu'il y a une seule bague de fermeture étanche pressée par un ressort et fixée de façon étanehe au corps de soupape, étant donné que cette bague doit être disposée du coté de l'arrivée du fluide, il est néces- saire que l'écoulement du fluide se passe toujours dans la même direction.
La surface d'appui peut, ainsi qu'il a été dit, être une surface du corps de soupape, elle peut être une autre bague élastique simplement logée dans une gorge dans le corps de soupape, ou logée dans une gorge et pressée par un ressort, sur le coté de l'obturateur tourné vers l'écoulement du fluide et contre laquelle la bague de fermeture étanche fait joint quand la soupape est ouverte.
Les diaphragmes et bagues sont faits en général de caoutchouc ou de caoutchouc synthétique, la qualité exacte et l'élasticité dépendant de la
<Desc/Clms Page number 3>
nature et de la pression du fluide dont on règle l'écoulement (par exemple un hydrocarbure). L'obturateur est, comme de coutume, fait de métal polio
S'il y a une bague de fermeture étanche d'un seul côté, l'obturateur sera biseauté de ce côté, quoique, si l'on emploie une surface d'appui élastique, l'obturateur sera aussi biseauté sur l'autre face.
Quand il y a une bague de fermeture étanche de chaque côté, l'obturateur sera biseauté des deux côtéso L'învention sera maintenant décrite avec référence aux dessins joints, dans lesquels :
La Figo 1 est une coupe axiale d'une réalisation qui convient pour l'écoulement du fluide dans les deux directions.
La Figo 2 est une coupe axiale d'une réalisation qui convient pour l'écoulement du fluide dans une seule direction.
La Figo 3 est une vue de face montrant le mécanisme de manoeuvre employé dans les deux soupapes précédentes.
Dans les figures 1 et 2 on a représenté deux formes différentes de bagues de fermeture étanche et de diaphragmes. Les figures de 4 à 7 sont des coupes détaillées qui représentent, mais saris limitation, des variantes d'un certain nombre d'autres formes de bagues de fermeture etanche.
Les figures 1, 2 et 3 comportent les mêmes chiffres de référence pour les parties qui sont semblables : ces parties seront décrites ensemble pour autant qu'elles soient de construction semblable. Dans les deux exemples le corps de soupape comprend deux parties, 1 et 2, assemblées par des surfa- ces planes avec interposition d'une mince garniture 3. La partie 2 présente un évidement 4 dans lequel est placé l'engrenage de manoeuvre et dans lequel l'obturateur 5 est ramené lorsque la soupape est ouverte.
Le mécanisme de manoeuvre qui est représenté est du modèle connu dans lequel un prolongement 6 de l'obturateur est entraîné par une manivelle à bouton 7 de façon que le mouvement dudit obturateur soit un mouvement com- biné de rotation et de va-et-vient en raison de l'effet de guidage exercé par les parois du corps de soupape sur les cotés de l'obturateur. Dans les figu- res 1 et 3 la soupape a été représentée dans sa position de fermeture. Dans la figure 2 elle est représentée en position d'ouverture. Le bouton 7 est porté par un disque 8 de façon à réduire le volume non occupé dans le logement.
4. Ce disque porte un renflement central 9 qui tourillonne dans un renflement
10 de la partie du corps de soupape 2 et un arbre 11 fixé au disque fait saillie à travers cette partie 2 pour permettre la manoeuvre par l'extérieur.
L'arbre 11 est muni d'une garniture d'étanchéité au point où il traverse le renflement 10, mais, ainsi que cela à été expliqué plus haut, étant donné que la soupape conforme à l'invention est fermée de façon étanche du côté de l'ar- rivée du fluide,il suffit que cette garniture soit constituée simplement par une ou deux bagues de caoutchouc telles que 12, logées chacune dans une gorge 13 de l'arbre 11 et s'appuyant contre l'ouverture pratiquée dans le ren- flement 10. Dans les deux cas, l'arbre 11 a été représenté comme claveté au disque 8.
Dans 'la figure 1, on admet que l'arbre 11 est entraîné à tourner par un mécanisme quelconque (un moteur électrique et une boîte d'engrenage par exemple) qui agit sur l'arbre par son extrémité, tandis que dans la figu- re 2,l'arbre porte à son extrémité un carré 14 sur lequel seront fixés des moyens pour le faire tourner, par exemple un levier à main; l'arbre est alors retenu par une bague noyée 15 fixée par.des vis au renflement et s'appuyant sur un épaulement 16 de l'arbre.
Dans les deux cas,'lorsque les dispositifs d'arrêt sont enlevés, l'arbre peut être simplement retiré par son extrémité pour permettre de renouveler la garniture ou pour toute autre raison sans qu'il soit nécessaire de séparer la soupape de la canalisation ou même de vider la- dite canalisationo
Dans la figure 1, chacune des pièces 1, 2 est évidée en 21, 22, respectivement pour recevoir des ergots 23, 24, respectivement, formés sur des raccords de tuyauterie annulaires 25, 26 qui sont fixés par des boulons à leur place, détermiriànt l'ouverture qui traverse la soupape et servant à
<Desc/Clms Page number 4>
réunir cette soupape à une canalisation ou analogue.
Deux diaphragmes flexi- bles et étanches 27, 28 sont serrés respectivement par leurs bords entre les ergots et les bases 29, 30 des logements 21, 22, les ergots étant biseautés pour s'adapter aux bords des diaphragmes qui ont une section en queue d'aron- de ces bords sont donc soumis à une compression volumétrique qui augmente l'étanchéité, -Les bases 29, 30 sont creusées en 31, 32 en regard de la par- tie du diaphragme qui n'est pas serrée pour permettre au diaphragme de se dé- placer sous l'action de la pression du fluide qui'a accès à sa face postérieu- re ainsi que cela sera exposé plus tard.
Ainsi que cela est représenté, les bases 29, 30 sont planes et la largeur de ces bases planes contre lesquelles les bords du diaphragme sont serres réduit la surface du diaphragme qui est susceptible de transmettre la pression aux bagues de fermeture étanche propre- ment dites, 33, 34, respectivement et permet de réduire cette pression si on le désire sans réduire, de façon incommode,,.le diamètre extérieur du diaphrag- meo
Les pièces 1, 2 se terminent à l'aplomb du diamètre extérieur des bagues 33, 34 et intérieurement les bagues sont portées par des manchons 41, 42 respectivement.
La pression due à des ressorts qui est appliquée sur cha- que bague est fournie par une série de ressorts de compression 43, placés au- tour de la bague et dans un même plan, qui agissent sur elle par l'intermé- diaire de bagues métalliques plates, 44 ou 45 pour répartir la pression.
Il est avantageux que ces bagues 44, 45 soient 'faites en une seule pièce avec les manchons correspondants 41, 42. Les ressorts 43 sont disposés dans des poches 46 pratiquées dans les raccords de tuyauterie annulaires 25, 26. Ces raccords 25,26 sont évidés tout autour des ergots 21, 22 et les évidements ne sont pas en contact avec les bagues 44, 45, de sorte que le fluide peut atteindre le dos des diaphragmes.
Etant donné que la pression sur la bague est égale à la somme de la pression des ressorts 43 et de la valeur de la près- sion du fluide sur la surface annulaire comprise entre l'orifice des manchons 41, 42 et la périphérie des évidements pratiqués dans les ergots 21, 22, quand la soupape est fermée, la bague disposée du coté de l'arrivée du courant for- me joint étanche et le fluide ne passe entre la bague et l'obturateur que si la fermeture est imparfaitement étanche. L'obturateur est, comme de cou- tume, biseauté, de sorte que, quand il est partiellement ouvert., les deux ba- gues forment ensemble un joint étanche sans intervalle, tandis le quand la soupape est ouverte, les deux bagues forment ensemble un joint étanche tout autour.
Pour empêcher que le,fluide qui-pourrait.passer au-delà de la
EMI4.1
bague sur l'un quelconque des côtés,ne sdi;\,:eblúql1é' ,dans1!les ,évidements 31, -32, des évents 51, 52 conduisent de ces évidements à l'espace compris entre les pièces 1, 2. @ @
De même, pour empêcher un blocage dans le logement 4 qui provien- drait de ce que l'obturateur, quand il est fermé, est poussé d'un coté ou de l'autre par la pression du fluide, les deux pièces 1, 2, portent des gorges comme en 49.
S'il se produit une élévation de température amenant le fluide qui serait contenu dans les évidements 31, @32 ou dans le logement 4 à se di- later, ce fluide peut revenir en arrière entre les bagues et l'obturateur et il n'atteindra pas la pression élevée et indésirable qui serait nécessaire pour qu'il puisse se forcer un passage entre les renflements 9, 10 et dépas- ser la garniture 13, et puisse ainsi endommager le corps de soupape 1, 2.
Dans la figure 2, étant donné que l'on n'envisage qu'un sens d'é- coulement (dans le sens de'la flèche), il suffit d'avoir une bague de fer- meture étanche, avec ses pièces associées, du coté de l'arrivée du fluide: Celles des parties qui sont à peu près identiques à celles de la figure 1 ont été marquées des mêmes chiffres de référence, c'est-à-dire 2, 22, 24, 26, 42, 43 et 45. D'autres parties, de ce côté, remplissent les mêmes fonc- tions mais ont des formes différentes et sont désignées par des chiffres avec suffixes. Ce sont le diaphragme 28a et la bague de fermeture 34a. Le diaphrag- me a maintenant la forme d'un cône et les logements ou les trous correspondants à 32,52 ne sont plus nécessaires.
Sur l'autre coté, la partie du corps de soupape la et le raccord
<Desc/Clms Page number 5>
25a (correspoldant à 1 et 25 de la figure 1) sont faits en une seule pièceo la partie la étant simplement plate, tandis que l'obturateur 5 glisse con- tre la partie la et est biseauté sur un seul coté.
Lorsque la soupape est fermée, la bague s'appuie de façon étanche contre l'obturateur; lorsque la soupape est-partiellement ouverte,la bague s'appuie de façon étanche en partie contre l'obturateur et en partie contre la surface plate de la partie la, le biseau de l'obturateur empêchant qu'il ne se produise une ouverture dans la fermeture; quand la soupape est ouverte, la bague s'appuie entièrement de façon étanche contre la surface plate de la partie la. Ainsi, en toutes circonstances, l'espace qui contient le mécanisme de manoeuvre est toujours séparé de façon étanche du trou qui traverse la soupape.
Une bague faite d'un caoutchouc élastique ou d'une matière ana- logue peut être disposée sur la surface plate de la partie la et c'est con- tre cette bague que, lorsque la soupape est partiellement ou totalement ou- vertela bague de fermeture étanche viendra s'appuyer. Ainsi, dans la figu- re 4, on a représenté simplement-7-1 une bague 53 ayant une coupe en forme de D, et disposée dans une gorge annulaire 54. Dans la figure 5, la bague 56, de coupe en forme de D, est disposéè dans une gorge 57 et est soutenue par des ressorts 58 qui portent sur une bague de distribution de pression 59.
Le diaphragme et la bague de fermeture étanche peuvent prendre différentes formes. Ainsi dans la figure 1, c'est un diaphragme plat qui est représenté et dans la figure 2 un diaphragme coniqueo De même, dans la Figure 1, la bague a une section en forme de D, tandis que dans la figure 2, la bague a une section creuse et est plus flexible ; porter cette ba- gue et pour maintenir sa forme pendant les mouvements d'ouverture et de fer- meture de la soupape, une bague métallique 60, de section convenable, est- logée dans la partie creuse.
Il est bien compris que ces différentes for- mes et toutes autres formes possibles ne s'appliquent pas exclusivement soit à des soupapes pour l'écoulement du fluide dans les deux directions opposées, soit à des soupapes pour l'écoulement du fluide dans une seule direction.
Une autre variante de détails est montrée à la figure 6. Ici la bague, représentée à titre d'exemple avec la même coupe que la bague de la figure l, mais moins limitée, est supportée intérieurement, non pas par un manchon faisant corps avec la bague 45, mais par un manchon 42a qui est une , partie du raccord 26, l'accès de la pression du fluide au dos du diaphragme s'opérant à travers les trous 61. Il est néanmoins préférable d'ordinaire d'employer un manchon faisant corps avec la bague 45 car dans ce cas le man- chon se déplace avec la bague et cette dernière à moins tendance à se défor- mer dans l'espace qui est compris entre l'extrémité intérieure du manchon et l'obturateur lorsque la soupape commence à se fermer.
La figure 7 montre une nouvelle méthode pour réaliser une déten- te thermique, c'est-à-dire une détente de la pression qui est produite par la dilatation, sous l'influence d'une élévation de température, d'un fluide qui aurait pu passer au-delà de la bague de fermeture. Dans ce-cas, le dia- phragme 27b est indépendant de la bague de fermeture 33b mais les-ressorts 43, en temps normal, les appliquent étroitement l'un contre l'autre pour réa- liser une fermeture étanche.
Si néanmoins la pression du fluide dans l'espa- ce où se trouve le mécanisme de manoeuvre s'élève suffisamment, le fluide se forcera un passage entre le diaphragme et la bague ; de la sorte, le ressort 43 et le diaphragme servent non seulement à remplir leur fonction principale qui est d'assurer une fermeture étanche pour l'obturateur, mais servent aussi de soupape de détente thermique. Il faut noter que cette forme de détente 'thermique., ainsi que d'autres formes de détente thermique que procure la pré- sente invention et qui ont été décrites précédemment s'opèrent toutes à l'in- térieur du système fermé hermétiquement et, par conséquent, évitent la possi- bilité d'une décharge à l'extérieur dans le cas de combustibles volatils com- me pour les systèmes de transport de combustibles pour l'aviation..