Dispositif de commande du passage d'un -fluide. La présente invention a pour objet un dispositif de commande du passage d'un fluide, du type comprenant au moins un joint élastique et un siège, ce joint et ce siège s'appliquant l'un sur l'autre.
I ig. 1 du dessin annexé représente sché matiquement un dispositif de commande du passage d'un fluide d'une construction connue, comprenant un joint 1 présentant une certaine élasticité, destiné à coopérer avec la surface annulaire plane 2 d'un siège tubulaire 3. Un tel dispositif offre l'inconvénient d'exiger une poussée relativement forte pour obtenir. l'étanchéité, le fait que les surfaces coopé rantes du joint et du siège sont planes, déter minant de faibles pressions.
La fig. 2 représente une autre construc tion connue, dans laquelle le joint 1 coopère avec un siège 4 dont la surface destinée à coopérer avec le joint est annulaire et pré sente, en section transversale, la forme d'un demi-cercle. Cette construction offre l'incon vénient que, pratiquement, seule la partie supérieure 5 du siège coopère avec le joint 1. Il en résulte que si l'étanchéité est facile à obtenir, une forte poussée a pour effet de pro voquer une pénétration exagérée du siège dans le joint et la détérioration rapide de celui-ci.
Dans la construction suivant fig. 3, le siège 6 présente une surface tronconique con vexe 7 se terminant à sa partie supérieure par un léger arrondi 8 coopérant avec le joint 1 en matière légèrement élastique. La cons truction, comme représentée à la fig. 3, offre les mêmes caractéristiques que celle de la. fig. 2, mais plus accusées, du fait de la forte pénétration de la partie 8 de faible surface dans la matière de ce joint.
La présente invention a pour objet un dispositif de commande- du passage d'un fluide, du type indiqué au début, qui doit remédier aux inconvénients que l'on vient d'indiquer à propos des constructions connues selon fig. 1, 2 et 3, et qui est caractérisé en ce que la surface du siège destinée à s'appli quer sur le joint est annulaire et présente une forme non plane, et en ce que la partie de ladite surface non plane du siège qui se trouve en regard du joint, et qui est destinée à faire tout entière contact avec ce joint,
se trouve comprise entre deux plans parallèles distants d'une quantité qui est supérieure à la somme maximum des imprécisions de construction admissibles du dispositif et inférieure à la pénétration du siège dans le joint provoquant une dégradation rapide de ce joint. De cette façon, le dispositif présente une grande marge entre la force suffisant à provoquer l'étan chéité et la force déterminant la détériora- Lion rapide du joint.
Les fig. 4 à 12 du dessin annexé repré sentent schématiquement, à titre d'exemples. plusieurs formes d'exécution et des variantes du dispositif selon l'invention. .
Dans l'exemple selon fig. 4, le joint 1, en matière légèrement élastique, coopère avec un siège destiné à s'appliquer contre ce joint par sa surface annulaire tronconique convexe 9. Comme on le voit sur le dessin, la surface 9 est non plane et de révolution. Elle pré sente une arête circulaire 10, destinée à péné trer dans le joint. L'inclinaison a des géné ratrices du cône formant la surface 9 est inférieure à 20 mais supérieure à 10 .
La lar geur dans le sens radial de la surface 9 est telle que cette surface 9, qui se trouve entière ment en regard du joint et qui est destinée à. faire contact tout entière avec ce joint, se trouve comprise entre deux plans parallèles (passant l'un par sa petite base et l'autre par sa grande base) distants d'une- quantité qui est supérieure à la somme des imprécisions de construction du dispositif, et inférieure à la pénétration du siège dans le joint provo quant une dégradation rapide de ce dernier.
Lors de la manoeuvre de fermeture du dispositif, le siège vient en contact avec le joint et pénètre facilement dans ce dernier par une petite partie de sa surface autour de l'arête 10; lorsque cette pénétration atteint les imprécisions de construction, soit les iné galités de la surface du joint, de celle du siège et le faux parallélisme, la fermeture est étanche.
Pour une pénétration supérieure, la surface de contact et donc d'appui du. siège sur le joint croît en même temps que la force élastique, et la résistance augmente fortement et empêche une trop grande pénétration; en conséquence, le joint ne peut pas être dété rioré rapidement. Lors de la fermeture, le siège s'appuie sur le joint sur un diamètre croissant, le taux d'accroissement de la sur face de contact en fonction de la pénétration est lui-même toujours croissant. La marge entre la force nécessaire à produire l'étan chéité et celle qui provoquerait une usure rapide du joint est donc grande; le dispositif est facilement étanche et robuste.
En pratique, on considère qu'un joint pré sente une dégradation rapide lorsqu'il cesse d'assurer un fonctionnement convenable du dispositif après une ou quelques centaines de fermetures. Au contraire, un joint satisfai sant au point de vue de sa vitesse de dégra dation présente encore, après 10 000 ferme tures, un état de conservation suffisamment bon pour assurer l'étanchéité. Les considé rations que l'on vient de faire s'appliquent naturellement dans les deux cas à un joint dont la matière est de bonne qualité. La vi tesse de dégradation est donc fonction de la pénétration du siège dans le joint et croît rapidement quand la sollicitation locale de la matière du joint dépasse une certaine va leur.
Dans la forme d'exécution selon fig. 5, la surface 9 du siège est également de forme tronconique convexe. Elle se distingue simple ment de la construction selon fig. 4 par le fait qu'à son bord supérieur cette surface pré sente un arrondi d'usinage comme indiqué en 11, et à sa partie inférieure, un arrondi 12 donnant à ce siège une forme fuyante cen trant le joint sur le siège lors de la fermeture par coopération avec l'intérieur 13 de la cloche 14 dans laquelle se trouve le joint 1.
Dans l'exemple selon fig. 6, la surface 15 du siège, qui est destinée à coopérer tout entière avec le joint 1, est de forme tronco nique concave, déterminant une arête circu laire 16 destinée à pénétrer dans le joint. L'inclinaison des génératrices du cône 15 et la distance des deux plans parallèles passant par la grande base et la petite base de la surface tronconique 15 correspondent aux limites indiquées à propos de la fig. 4, comme d'ailleurs c'est également le cas pour la fig. 5 et pour la fig. 7 dont il va être maintenant question.
Le joint 1 est disposé à l'intérieur d'une pièce en forme de cloche dont le bord centre le siège sur le joint lors de la fermeture.
Dans la construction selon fig. 7, le siège-. présente égaiement une surface tronconique concave indiquée en 17, mais cette surface s'étend au delà du diamètre du joint 18. Toutefois, l'inclinaison des génératrices de la surface 17 est, comme dans les exemples pré cédents, inférieure à 20 et supérieure à 10 par rapport au plan perpendiculaire au dé placement du joint ou du siège.
La partie de la surface 17 qui se trouve en regard du joint 18 et qui vient faire contact avec ce joint (cette surface est délimitée extérieure ment par les traits pointillés 19, 20) répond à la même définition que dans le cas de la fig. 4, c'est-à-dire qu'elle se trouve comprise entre deux plans parallèles distants d'une quantité qui est supérieure à la somme maxi mum des imprécisions de construction admis sibles du dispositif et inférieure à la pénétra tion du siège dans le joint provoquant une détérioration rapide de celui-ci. K.
Dans le cas de la fig. 9, où l'on a repré senté seulement le siège, la surface active 21 de celui-ci est légèrement concave, de forme telle que le cône-enveloppe 22, représenté en traits mixtes, qui s'appuie sur la surface 21, selon deux cercles, sans la couper, présente une inclinaison de ses génératrices représentée en a, qui est inférieure à 20 et supérieure à 10 . Cette surface présente, à sa partie supé rieure, une arête circulaire 23, destinée à pé nétrer dans le joint.
Dans le cas de la fig. 8, la surface annu laire du siège destinée à coopérer avec le joint est formée de deux troncs de cône 24, 25, d'inclinaisons inverses, dont l'intersection forme une arête circulaire 26 destinée à péné trer dans le joint. Comme dans les exemples précédents et dans ceux qui vont suivre, la distance séparant les deux plans parallèles entre lesquels la surface du siège est destinée à coopérer avec le joint, est comprise entre les limites que l'on a indiquées.
Dans le cas de la fig. 10, la surface an nulaire du siège est formée de deux parties incurvées 27, 28, dont l'intersection détermine une arête circulaire 29. Dans la construction selon fig. 11, la sur face annulaire 30 du siège, qui est destinée à coopérer avec le joint, est légèrement con cave, comme on le voit sur le dessin, et elle détermine, à ses deux bords, deux arêtes cir culaires 31, 32, destinées à pénétrer dans la matière du joint non représenté.
Dans l'exemple selon fig. 12, la surface annulaire du siège est formée de deux sur faces annulaires concaves 33, 34, dont l'inter section et les bords déterminent trois arêtes circulaires 35, respectivement 36, 37.
Dans le cas des fig. 10 et 12, on a indi qué en a l'angle que forme le cône limite faisant contact selon deux cercles avec la surface annulaire du siège. La valeur de cet angle est comprise entre 10 et 20 , comme dans le cas de la fig. 9.
Dans les fig. 9 à 12, le taux d'accroisse ment de la surface de contact en fonction de la pénétration est lui-même toujours crois sant.
Les différents exemples décrits à propos des fig. 4 à 12 présentent l'avantage d'offrir une grande marge entre la pression minimum et la pression maximum du joint et du siège l'un contre l'autre. Dans le cas de la fig. 1, il est nécessaire d'exercer une pression considé rable pour atteindre l'étanchéité et, dans le cas des fig. 2 et 3, une pression un peu forte provoque une détérioration rapide du joint. Les dispositifs décrits présentent donc sur ces constructions connues la supériorité d'assurer une bonne étanchéité, même avec une faible pression, et de ne pas conduire à une détério ration rapide du joint, même si l'usager pro voque une pression élevée du joint et du siège l'un contre l'autre.
Il est bien entendu que les exemples dé crits du dispositif selon l'invention s'appli- quent aussi bien au cas d'un siège fixe que d'un siège mobile, et aux constructions avec clapet tournant ou non.