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"Soupape pour fluides, à basses, moyennes et hautes pressions, pour conduites de tous diamètres".
L'industrie de la captation ou de la conduite de fluides à basses, moyennes et hautes pressions se développe considérablement dans tous les pays. Cette situation crée des -problèmes importants, également dans le secteur technique y relatif. En particulier les organes d'interception, présentent
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des dangers, d'une part, en raison de la facilité avec laquelle,
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plus partieulirement hautes pressions, ils peuvent donner lieu à des inconvénients dans les conduites et, d'autre part, en raison des sujétions relatives aux organes d"tench'1t':e Ceci a amené le demandeur 1J. réaliser une soupape à papillon, pour fluidong à basses, moyennes et hautes pressions, pour conduites de tout diamètre.
Cette soupape est complétée par des flasques ou raccords qui, grâce à leur simplicité, à leur facilité de manoeuvre et à leur fermeture efficace, automatique- ment hermétique, présentent de nombreux avantages.
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L'innombrable gamme de soupapes et vannes à présent sur le marché, et leur nombreuses applications manquent effecti-
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7eent d'une soupape à flux libre et linéaire qui ne produise pas de pertes de charge et d'un système d'interception qui garantisse effectivement une longue durée et une étanchéité parfaite.
Les soupapes à tampon avec passage à fluide dirigé,
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tout en assurant une bonne étanchéité même si elles sont inoli- nées, donnent toujours lieu à une perte de charge sensible à cause de leur forme coudée.
Les soupapes à vannes connues, bien qu'elles présen- tent l'avantage d'avoir un passage linéaire libre, ne peuvent être employées que pour des pressions très basses, puisque l'é- tanohéité de leurs sièges métalliques n'est jamais durable ni parfaite. Les soupapes à papillon, tout en étant de réalisation plus simple ne peuvent être employée* pour des pressions très basses,)ni pour les fluides généralement visqueux, ceci à cause
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de leurs oiègeng qui ne ne joignent pas parfaitement entraînant ainsi des fermetures imparfaites.
La soupape à papillon formant l'objet de l'invention a été étudiée et réalisée afin de réduire le volume et le poids de l'organe mobile, ce qui est nécessaire dans de très nombreuses
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installations industrielles. Elle présente,, en outre, une maniabilité remarquable et un espace de manoeuvre absolument nouveau dans le champ spécifique des organes d'interception ou de refoulement, tant pour basses, que pour moyennes ou hautes pressions.
La présente soupape est constituée par un corps obtenu par moulage, formant une figure géométrique composée d'un cylin- dre à base large et d'un tronc de cône lui aussi iL base large.
Les organes de manoeuvre, qui ne comprennent qu'un volant de blooage à vis et un levier de manoeuvre et de réglage de l'ar- rivée des fluides, sortent du cylindre tandis que la soupape à papillon proprement dite se trouve dans le secteur cylindrique, le secteur tronco-conique constituant la flasque ou bride de connexion.
L'intérieur da corps cylindrique est reotifié selon un secteur de surface sphérique, lequel constitue un logement susceptible de contenir la soupape à papillon et Maure une étanchéité automatique.
En effet la soupape à papillon tournant dans ce sec- teur de surface sphérique, conserve en tout moment une adhérence constante et parfaite, sans variations des chargea des matières élastique. de la soupape à papillon.
Les dessins annexée montrent, à titre d'exemple, une réalisation pratique préférée d'une soupape à papillon selon la présente invention, destinée aux moyennes et hautes pressions, ainsi qu'une variante d'exécution pour basses pressions, ou mieux, pour conduites de petite et moyens diamètres.
La figure 1 est une coupe longitudinale de l'ensemble formant la soupape, pour pressions moyennes et élevées.
La figure 2 est une coupe transversale,, de la soupape représentée à la figure 1.
La figure 3 est une vue dans le sens longitudinal
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d'Orne conduite équipée de la soupape de fermeture.
La description qui suit, se référant aux figures du desoin annexât fait comprendre lee caractéristiques de la préeente invention.
A la figure 1 on voit le corps ou siège l de la soupape , .uni à la bride d'attaque au moyen de boulons et pourvu d'une garni 'taro adéquate. Dans le corps 1, où. l'on voit clairement la
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trpae ao la d6preasion à surface oonoave sphérique, est disposée la soupape papillon proprement dite 1, dont la coupe se pr4oce.o en forne de polygone hexagonal tjy=étrique très allongé.
Au centre, on voit la section du pivot de manoeuvre 12, bloqué par un boulon 3 soni d'un écrou 10 et de rondelle* lie A l'ut4!- rieur du discoïde 3J , deux gamitures 2 sont placées dans des rainures convenables en forme de "L", les deux garnitures en
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caoutchouc étant armées par une âme en fil d'acier, ou rrinilaire, qui constituent les surfaces trottantes et d'adhérence m siège de surface ophdriffle Ces deux garnitures ± peuvent être fixées au discorde 11 dans la rainure en "L" par deux couronnes circulaires 15 fisses au discoïde 11 au moyen des via 19. Le discoïde 11 n'est pas parfaitement circulaire, puisque, oomme il résulte de la comparaison des coupes des figures 1 et 2, les deux garni- tures,
lorsqu'elles passent près du pivot de commande de la sou- pape à papillon, sont plus écartées entre files que lorsqu'elles sont dons les deux points où. elles apparaissent en section à la
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t16''''''"o 1, o'eet-à-d1re dans les deux pointe placée à 900 du milieu du pivot de manoeuvre.
On peut observer qu'elles pourraient garder la mena distance aussi dans les deux pointe de la section de figure 1, mais elles cent rapprochées pour permettre le fonctionnement de la soupape, qui sera ddorit ultérieurement, dans un espace plus
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petit, puiaque ro sont vraiment ces deux points qui parcourent l'arc de circonférence le plus grand dans le siège de la soupape.
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Par cette disposition il est possible de réduire au minimum l'encombrement transversal de l'ensemble de la soupape à papillon formant l'objet de la présente invention.
Le levier 39 représenté à la figure 2, est solidaire ooaxialement mais non longitudinalement du pivot 12 de commande de la soupape à papillon. En effet ce pivot, présente une extré- mité à section carrée engagée dans la tête 5' du levier 5. Le pivot 12 est fixé au discoïde 11 au moyen des cônes 2 pressés sur les sièges femelles à tronc de oône du discorde, par deux écrous 16. Les deux cônes 2, sont pourvus d'une base cylindrique à rainure extérieure, cette dernière contenant une garniture en caoutchouc 8 qui réalise l'étanohéité parfaite dans les sièges de rotation du pivot de commande faisant partie du corps 1, en enpêchant ainsi toute fuite de fluide.
Un couvercle 17 maintenu par une bande élastique 18, vient obturer le passage du corps de la soupape représenté en bas de la figure 2. Une pièce en trono de cône 4 est vissée dans le corps de la soupape 1 et presse sur la tête d'un écrou conve- nable, au moyen d'une rondelle de friction 3. Un trou carré tra- versé par ladite extrémité carrée du pivot 12, est prévu dans le susdit tronc de cône, en manière telle que la tête du levier de manoeuvre puisse glisser longitudinalement tout en restant en même temps solidaire du cône 2, pendant tout mouvement de rotation.
Enfin. le volant 7 est vissé sur l'extrémité supérieure du pivot 12 et sert à bloquer et à débloquer la tête du levier dans le tronc de cône femelle 1, qui, comme on a déjà dit, est solidaire du corps de la soupape 1. La pression qui est exercée sur ledit trono de cône femelle 1 au moyen de la rondelle 6 est transmise sur la partie inférieure dudit tronc de cône femelle 4, par la traction exercée par le pivot de commande 12 sur la tête de l'écrou 16 contre la rondelle ± en emprisonnant ainsi le trono de cône femelle 4 et en solidarisant la soupape à papillon au
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corps extérieur 1, et en empêchant Tout mouvement ultérieur de la soupape à papillon.
'Pour débloquer la soupape à papillon, il faut ensuite dévisser le petit volant 1 et la manoeuvre de la soupape peut être effectuée librement, en actionnant le levier 5.
La caractéristique essentielle de la soupape en question réside précisément dans le comportement des deux garnitures en caoutchouc avec une âme en acier rigide ou élastique 9.
En effet, lorsque la soupape est fermée, la pression du fluide, venant de l'embouchure à tronc de cône à coté du corps cylindrique de la soupape, agit directement sur la garni- ture rencontrée la première par la. fluide. Par l'effet de poussée de ce fluide, cette garniture subit un écrasement dans le sec- teur exposé, en créant dans le secteur circulaire adjacent une déformation augmentant, sur le siège de la soupape, la valeur do la surface pressante qui est ainsi plus grande que le simple point de tangence de la circonférence de la garniture.
En tour- nant ensuite lentement la soupape a papillon, les deux garnitu- res s'approchent en des points opposés de la limite de la dé- pression en forme de secteur de surface apbérique, pour quitter celle-ci, lorsqu'elles se trouvent en regard de la bande de sur- face cylindrique. C'est à ce moment que le fluide commence à s'écouler, après décharge du petit volume de celui-ci qui était resté emprisonné dans l'espace compris entre le siège de la soupape et le discoïde 11 et délimité par les deux garnitures (cette portion de fluide ayant été emprisonnée dans l'espace susdit au moment de la fermeture de la soupape).
L'écoulement du fluide dans cette première phase, lorsque les deux garnitures ont peine dépassé le seuil du siège de la soupape en la quit- tant, s'effectue à travers l'espace susdit, qui forme une oon- duite continue, mais assez limitée, cet éooulement étant évidez- ment limité. L'ouverture subséquente de la soupape, jusqu'à la
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position transversale ou ouverture complète, detereine le débit
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réglable du fluide.
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En renfermait la coupape, par le levier ît, les doux
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garnitures rentrent dans le siège à surface sphérique de la
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soupape,, en revenant aux conditions et au cO:2l'ortcnent décrit
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plus haut.
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Cotte soupape est constituée par un D!'.:
lertü. d' tGpde-
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seura selon le diamètre des confites, avec patio
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intérieure de tome sphérique et pivot ecntrcl tcuxnont, lecjuoi entraîne un papillon de forme ophériouns parfcl. tecent et totale- ment tournait? 4poussn% parfaitement le profil du losesont du corpoe dmts , sa position transversale de femature à ancle droit par rapport à la conduite - préc1.s(:nt 90 .. cette soupape pouvant ainsi être monoouvree aussi bien àxnz un scno qu3 dana l'autre, juoqu'ù rotation essalaire do 3G0?. la soupape est complétéo par ,ù=1>-< 'brides coniquos d'attache aux coad'aites, qui 1'cccordc.."i.t le pl'\.".::; 1, r=d dicstre de l'annetlu du. corpo de la soupspo <3s.R3 eu papincn, de façon à CO:1cerv<aI' la z3r--e aoaticai do p.cc'3 sfin do ccpon- Ber l' onooi'.Abrcnent ùu, pa.p111on n:"1c.
D;3r= 3-x <cr<pa pris.ipxl, dont l'intérieur pr6soue un9 force ct le p=g=i'lcn sont iaposb,, d1'1! des rvinuroa adq'a''.'.cs <!:':::10 le ==;f;11- lon mCD.ci\) deux eanecaKs circulaires cecprinDble's en c"t2'.T.c.3 eynthétiquo eu siEiilaire arz6J 1;t6#ic,;-?= c=:===f; pc C':3 <zl;=-c; en aoier riel2Llo oa 61notinl,%-e et qui o.'frf: cr.'2 le" C:'": corps zGsclliquoa, en or0c.."'lt me double ±c:#:><oe't=.r; ;""";.:".T?.n '': au'tos2.'&is0o "",UIr."V- t,o'IOÜ'-,lIi:...
Ln !)%'GJor.J1o::1. (11.1 fiu:1e.o eO:1t:'02.rd c'*: '-." ":'.1 .> r.;I-?S.=tjJ éltyJ%iqmeo, en les conprincmt an"ii.liçrùr;.i<; ct -;"'1 rJ\ ..l;. :f; e.11 lour aihôwcnce aur ces'pa, ccapapo 0'11 ç;:jiilcn, ceci 0*1 fonction do la preosicn nt=a iu fli4ù;; Cn bzz ainsi àutonitiqueK?nt et dm1J n'i±p2tta q'-=±llc CI;1ditiC': ù2
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pression, une étanchéité parfaite.
Pour obtenir une plus grande adhérence et élasticité* des susdits anneaux circulaires, montée, de part et d'antre de l'arbre de commande du papillon, ceux-ci peuvent ne pas
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âtre ciroulairea, corne représentée mais présenter toute section ou formo convenable, selon les exigences de l'usage particulier envisagé.
Ces anneaux sont armés à l'intérieur par un fil en
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acier oa sinilsdre, soit rigide, loft élastique, de façon à ëvitsr quo la pression du fluide, au moment de l'ouverture oa fermeture de la soupape, n'arrache les anneaux de leur logement.
Le principe de l'invention étant conservé, toujours le même, d'Entrés réalisations peuvent être envisagées surtout pour basses pressions ou pour conduites de petit diamètre, comme
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il est illuotré sur la seconde planche de dessins, dans laquellea la figure 4 est ilne coupe transversale de la soupape selon un plan contenant l'axe de rotation du papillon.
La figure 5 montre la coupe selon un plan diamétral
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de la cor-Culta d'adduction et perpendiculaire à l'axe de rota- %ion du proprement dit.
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Ladite oogape . papillon, toujours en se référant r i'i 4 et 5, ont-de préférence construite pour des près- Dit= Co voleur mo7e=c et elle présente les qualités suivantes: trbo otit o,.;zcaat; oolidi.t6; ncniabili%61 fonctionnement ot emploi griq^.a; a;,fi.ta étanchditd,, En plus de ces aven- tcs'30 va ocpaco de Bancouvre minimel, qui autorise un flrrr 'L#±r4tc¯ libre po=dc3.t la phtiso d'ouverture.
10 corpa cwt.c. do la soupape eDt constitué par un cylindre h ext6rie=o obtosue de moulage, pourvu d'imo é6pteJoim le lomj de l'exo moyen selon un secteur de cc=.fcop ..q t qui contient la ou les garnitures de oo.,;".¯ 5 de la soupape à papillon proprement dite.
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Cette portion de surface cphérique est lisse, de façon à garantir la plus parfaite adhérence et la plus potite détérioration des garnitures en caoutchouc.
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Le dicoolda constituent la soupape h papillon, pour la simplicité de conatruotion, est divisa ea c1C".:!% parties, o emportant on leur périphérie l t 8."meau en coutw.c.ac e.rr.;6 par le fil en acier ou similaire ,2. Ces doux pièces cC!".!It1 tutives sont fixéco à un pivot 12 au moyen d'un bculcn avec ecrcu lui et rondelles. En ca partie inférieure, le pivot maintient le discoïde 2l., au moyen d'un tronc de c8no .2 pressa par 1a rondelle .251 et les écrous 16J vissé3 sur l'appendice du pivot 12.
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Autour du tronc de oûne g est prévu, un anneau à couronne cylindrique 41 qui forme la douille et la garniture annulaire 40. La partie inférieure de la soupape est fermée par un couvercle 17 tenu dans une rainure par la bande élastique 18. En haut se trouvent les organes de commande.
Le levier 2
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agit par sa tête dans le tronc de cône fenclle ± et il est bloque ou débloqué par le vissage ou le dévissage de la via du volant de blocage .1 calé sur le pivot de code 12. La tête ± du levier % actionne le pivot 12 au moyen do son trou axial carré enfilé dans la portion à section également ccrrée du pivot ,
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ce qui permat au petit volant 1 de glicoer lcn.:t"J.din:Û6:::.t par rapport au pivot tout en restant angulairenent solidaire de celui- ci.
Un petit ressort , fixé par une vis 2.2 sur le levier ,2, presse sur une cheville 2¯,, servant de blocage drms les différen- tes positions voulues, en s'enfilant den@ des cavités convenables prévues dans le corpa extérieur.
La soupape à papillon réalisée selon les figures 4 et
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5 comporte les parties suivantes le corps de la soupape 1.; l'embouchure d'arrivée de fluide 12; la carcssso a courcsna cir- culaire 43 du corps de la soupape; les douilles en relief 44
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avec trou axial 45 pour le fixage de ladite embouchure; les
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nervures radiales gj la moitié du discoïde de soupape h Ptl!>111o; la seconde moitié 37" du discoïde de soupape à papil- lon! la garnitures en caoutchouc à section circulaire, qui avec le discoïde constitué par lees deux démente 37 et 37', peut avoir une rotation angulaire de 360 ; l'extrémité inférieure
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fi lot60 2j! a" pivot 2; la portion du pivot z contenue dans 1c -&ro&9 de c&.1 feolle ; la portion 1:.2: du pivot 12 à section carrée ;
la portion supérieure filetée du pivot qui le boulcn 12. de fixage du discoïde 2l-xc.. au pivot 12; l'écrou borgne J,0 Ciu boulon 1:2. et lea rondelles associées; la rondelle "8, r1u pied du pivot 2,U; le tronc de o8ne ?. du pied au discoïde 21' 3*-!les garnitures en caoutchouc ±Q autour du piTot.!2J les douilles en bronze spécial 41 entourant le cône 2, ces douilles peuvent être remplacées, dans le cas des moyennes et hautes pressions, par des paliera à roulement à billes ou à rouleaux approprias; le couvercle inférieur 17; la bande élastique 18
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pour ncl.ntcn1r le couvercle 17g le tronc de cône femelle 1 rece- vant la t8te du levier de commande .2, la cheville de blocage 1; le petit ressort .2!1 pressant sur la cheville j7t la via 22 pour le fixage du petit ressort ,8¯ au levier 2;
le petit vold1\t de blocage 7.
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L'étanch1té parfaite et hermétique de cette soupape est assurée par les garnitures en caoutchouc .2 et par la qualité de la surface de la bande ephérique 20 à l'intérieur du cylindre 1. Comma dans l'exemple représenté aux figures 1 à 5, sous la
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poazcro du fluide, l'adhérence de la garniture en caoutchoucs augmente, grâce à la petite déformation de sa section circulaire
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et plus pr6cin6montr du secteur dirigé vers l'arrivée du fluide, cette poussée tendant à augmenter la surface de pression sur le siège de la soupape.
Dans la figure 5, la garniture .2 est placée diagonale-
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ment par rapport à l'axe du pivot 12. Ceci est indispensable, puisque la garniture est ici d'une aeule pièce et doit entourer tout le discoïde 37-37' ainsi que tourner dans son propre siège selon des lieux géométriques bien définis et régulièrement disposée. Si, par hypothèse, la garniture était placée sur un seul côté du pivot 12 elle ne pourrait pas, en tournant, maintenir la même adhérence en chaque point, mais donnerait inévitablement lieu à des pertes.
Si l'on voulait construire la cavité intérieure du cylindre de manière à éviter cet inconvénient, il serait néces- saire de l'exécuter selon une figure non géométrique, dont l'exécution serait difficile et fournirait peu de garanties,
Il est entendu que, dans le cadre du principe inventif en question, on pourra prévoir plusieurs variantes de réalisation, parmi lesquelles celles qui prévoient de monter un ou plusieurs anneaux ayant les formes décrites ci-dessus, ces anneaux pouvant être logés dans des rainures convenables prévues à cet effet dans le siège du corps de la soupape.
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Les douilles en bronze spécial qui entourent nécessaire-, ment l'arbre de manoeuvre peuvent être remplacées, en cas de moyennes et hautes pressions, par des paliers à rouleaux ou à billes convenables, en fonction de la charge et de la pression qu'on veut intercepter, ces paliers réduisent également les frottements et, partant, facilitant la manocuvre d'ouverture et de fermeture.
Pour les hautes pressions, en particulier peur les grands diamètres, on a prévu des variantes illustrées schématique- ment aux figures 6, 7, 8', 9, 10. Dans ces dessins, on voit que la manoeuvre d'ouverture peut être exécutas au moyen d'un démultiplicateur à engrenage hélicoïdal. On voit aussi une disposition, de l'arbre de manoeuvre, différante des exemples précédant. En effet, l'arbre est ioi suspendu par sa partie
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supérieure au droit de l'engrenage de démultiplication hélicoï- dal et tourne librement, par exemple à l'extrémité opposée, dans un palier en bronze.
Naturellement, dans la pratique, les détails de construc- tion et de réalisation pourront varier, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
1.- Soupape pour fluides, à basses, moyennes, et hautes pressions, pour conduites de diamètre illimité, caractérisée en ce que le siège de la soupape comporta un anneau de moulage dont l'intérieur porte une pcrtion de surface sphérique lisse, de manière à assurer l'adhérence maxima et la plus petite usure des garnitures annulaires de caoutchouc ou d'autre matériau élastique analogue.