Soupape de décharge L'invention a pour objet une soupape de dé charge, et notamment une soupape qui permet de contrôler l'échappement de fluides gazeux contenus dans une enceinte pour une pression donnée de ceux-ci.
Les soupapes de ce genre, utilisées jusqu'à pré sent, sont généralement constituées par des pièces métalliques, le ou chaque clapet comportant un siège sur lequel il est appliqué par un ressort et porte toujours plus ou moins bien à l'usage.
Pour les pressions très faibles, le ressort est né cessairement très délicat et, tout en le protégeant par un carter, il offre une grande fragilité, augmentée par les risques de détérioration, dus à la corrosion des pièces métalliques, ou de blocage quand des corps étrangers s'introduisent à l'intérieur du carter de protection.
L'invention vise à la réalisation d'une soupape de décharge, d'une grande facilité de montage, d'un prix de revient peu élevé et ne présentant pas de risques de détérioration à l'usage.
Cette soupape comprend un clapet et un corps de soupape, ledit clapet, en matière élastique, venant coiffer ou entourer un conduit du corps de soupape sur lequel il est monté en tension élastique, et de façon qu'une partie dudit clapet s'oppose normale ment à la sortie du fluide par des orifices d7échap- pement du corps de soupape, alors que, pour une pression donnée, ladite partie laisse s'échapper le fluide contenu dans l'enceinte.
Dans une forme d'exécution particulière, dans le cas où l'on désire, en outre, autoriser l'admission de fluide dans l'enceinte contrôlée lorsque la pression qui y règne est inférieure à celle du milieu qui l'en toure, par exemple la pression atmosphérique, le clapet est agencé de façon que le manchon ou capuchon présente une double lèvre, et que l'une d'elles, toutes deux soumises sur une face à la pres sion atmosphérique et sur l'autre à la pression dans l'enceinte, s'ouvre vers l'orifice d'échappement placé entre les deux lèvres ou encore vers un orifice d'admission indépendant de l'orifice d'échappement.
Le dessin représente, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution de la soupape objet de l'inven tion la fig. 1 est une vue en coupe, en élévation, d'une forme de clapet représenté non monté en trait plein, et en position montée en trait pointillé ; la fig. 2 est une section suivant<I>a b</I> de la fig. 1 ; la fia. 3 est une coupe axiale d'une forme d'exé cution d'une soupape munie du clapet de la fi-. 1, la partie gauche de la figure montrant une disposition dans laquelle le siège du clapet est distinct du corps de soupape, tandis que la partie droite se rapporte à une réalisation dans laquelle le corps de soupape forme directement siège pour le clapet ;
la fig. 4 est une vue en élévation et demi-coupe d'une soupape munie d'un autre clapet tout monté ; la fig. 5 est une vue analogue d'une autre forme d'exécution de soupape ; les fig. 6 et 7 représentent avec de légères va riantes d'autres formes d'exécution d'une soupape de décharge; la fig. 8 représente une soupape munie d'un clapet pour faible pression, constitué par deux garni tures analogues à celles représentées à la fig. 6 et placées en regard l'une de l'autre ;
la fig. 9 est une vue en élévation et demi-coupe d'une soupape munie d'un clapet comportant une lèvre extérieure pour l'échappement des gaz et une lèvre intérieure pour la rentrée des gaz ; la fig. 10 est une vue analogue d'une soupape munie d'un clapet dont les deux lèvres sont exté rieures. Les fig. 1 à 3 se rapportent à une soupape munie d'un clapet en forme de capuchon dont le fond obture un conduit d'échappement et peut se soulever sous la pression des gaz.
On voit notamment aux fig. 1 et 2 que le clapet est constitué par une base annulaire torique 1 et par une partie supérieure ou calotte 3 de forme sphé rique, renflée à sa partie centrale. La calotte 3 est réunie à la base 1 par une membrane mince de caoutchouc 4 formant l'élément élastique de l'en semble. L'épaisseur de cette membrane est définie par la force de rappel que l'on désire obtenir. Elle est percée d'une série d'orifices radiaux 5 qui per mettent aux gaz de s'échapper, quand la calotte 3 se soulève sous l'effet de la pression des gaz.
Le support de ce clapet, ou corps de soupape, est constitué par un tube 6 fileté à l'une de ses extré mités 7 pour permettre sa fixation sur l'organe du mécanisme qui doit le recevoir. II porte à son autre extrémité un rebord ou lèvre 8 sur lequel prend appui la calotte 3 en assurant l'étanchéité nécessaire. Une rainure circulaire du tube 6 reçoit le bourrelet annulaire 1 du clapet et maintient ce dernier en place le bourrelet 1 étant monté en tension sur le tube 6.
La partie gauche de la fig. 3 montre une dispo sition particulière dans laquelle le rebord 8' est dis tinct du tube 6 et vient se fixer sur ce tube par un filetage 10 permettant ainsi de régler en hauteur le rebord 8' et de faire varier le tarage du clapet.
Des parties plates 9 et 9' sont ménagées sur le tube et sur le rebord 8' pour pouvoir les serrer avec une clé.
Le fonctionnement de la soupape est très simple Quand la pression augmente dans l'alésage du tube 6 et atteint une valeur suffisante, la calotte 3 se soulève, laissant passer les gaz qui s'échappent à l'extérieur par les orifices 5. .Quand la pression est retombée à une valeur normale, la membrane élas tique 4 rappelle la calotte 3 et l'applique contre la lèvre ou rebord 8 en fermant de nouveau l'enceinte contrôlée.
Cette soupape pourrait éventuellement être aussi utilisée pour de l'huile ou un fluide quelconque à faible pression.
Les fig. 4 et 5 se rapportent à une autre forme d'exécution de soupape, celle-ci étant munie d'un clapet en forme de manchon ou de capuchon et agencée de façon que les bords du manchon ou de la partie tubulaire du capuchon se soulèvent pour laisser échapper les gaz sous pression en se défor mant par cambrage et flexion. On voit, par exemple, à la fig. 4, que la sou pape comporte un support cylindrique 11 et un clapet 12 en caoutchouc de forme tubulaire. Le support cylindrique 11 est fermé à une de ses extré mités par une calotte sphérique 13 portant une gorge circulaire 17 et son autre extrémité est munie d'un filetage 30 pour sa fixation sur l'organe qui doit le recevoir.
Un canal 14, percé suivant l'axe longitudinal de ce support, débouche à l'intérieur par son extrémité 15 et par les orifices radiaux 16. Le clapet 12 en caoutchouc se compose d'un tore 18 sur lequel est articulée la lèvre 19 grâce à la char nière 20. Ce clapet est vulcanisé avant montage dans la forme représentée en traits pointillés sur la fig. 4, de sorte qu'il est monté en tension sur le support 11, le tore 18 venant s'encastrer dans la gorge correspondante 17 du support 11.
La fig. 5 représente une variante du clapet re présenté à la fig. 4, dans laquelle on retrouve les mêmes éléments. Ce clapet sert, en outre, d'obtura teur de l'extrémité du tube 11 ouvert à ses deux extrémités et le tore 18 est ici solidaire d'une membrane élastique 21 ; le tore, en coopérant avec la membrane, maintient le clapet en tension sur le bourrelet 22 du support 11.
Le fonctionnement de ces deux soupapes est le suivant Lorsque la pression des gaz admis par l'entrée 15 du support 11 dépasse une certaine valeur, la lèvre 19 du clapet 12 se soulève dans la direction de la flèche 27, laissant les gaz s'échapper à l'atmo sphère par les orifices 16, suivant les flèches 24 et 25.
Dès que la pression redescend à sa valeur nor male, la lèvre 19 est rappelée par sa tension élas tique contre les orifices 16 et les obture d'une façon étanche en empêchant les corps étrangers de péné trer dans le conduit 14. On peut faire varier le tarage de ce clapet, soit en faisant varier l'épaisseur des lèvres 19 et l'impor tance de la charnière 20, soit au cours du montage en réduisant le diamètre de la partie 23 du corps 11 du support.
Les fig. 6 et 7 représentent une autre forme d'exécution de soupape. Sur la fig. 6, on voit que le clapet, également en caoutchouc ou en matière plas tique élastique, se compose des mêmes éléments que le clapet représenté à la fig. 4, mais est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du sup port.
On retrouve le corps ou support 11 constitué par un tube fermé à son extrémité supérieure et percé d'orifices radiaux 16. Le tore 18 est toujours main tenu dans la gorge 17 par sa tension élastique mais la lèvre 19 vient maintenant s'appliquer sur la surface 26 en général indépendante du support 11 et dont le plan est perpendiculaire à l'axe de ce support. La fig. 7 montre une variante du clapet précé dent dans laquelle le clapet 12 sert à la fois de clapet et d'obturateur pour l'extrémité du tube, c'est- à-dire comporte une membrane supérieure 21, comme celui de la fig. 5.
On retrouve, en outre, les mêmes éléments : le tore 18 recouvert par la membrane 21, la lèvre 19, la charnière 20, l'ensemble étant maintenu par ten sion sur le bourrelet 22 du corps 11.
Le fonctionnement des soupapes des fig. 6 et 7 est le suivant Lorsque la pression admise en 15 dépasse une certaine valeur, la lèvre 19 se soulève suivant la flèche 27, laissant échapper les gaz à l'atmosphère par les orifices 16 suivant les flèches 24 et 25. Dès que la pression est redescendue à une valeur nor male, la lèvre 19 est rappelée par sa tension élastique et vient s'appliquer sur la surface 26 arrêtant l'échappement des gaz par les orifices 16 et empê chant les poussières et corps étrangers de pénétrer dans le conduit 15.
On peut également faire varier le tarage du cla pet en agissant, soit sur sa forme, soit sur la hauteur de la gorge 17 du support ou du bourrelet 22 par rapport à la surface 26, soit sur le niveau de la surface 26 elle-même.
La fig. 8 représente une soupape conçue pour les faibles pressions et constituée par les mêmes élé ments que celle de la fig. 6 avec un clapet double, l'une des garnitures se substituant à la surface d'appui 26.
Le support tubulaire 31 est fermé à sa partie supérieure et est muni de deux gorges 32 et 33 entre lesquelles sont percés des orifices 34 commu niquant avec le conduit central 35. Dans ces deux gorges sont emmanchées, par leur partie torique, deux garnitures en caoutchouc à lèvres 19, ana logues à celle de la fig. 6. Celles-ci sont montées en regard l'une de l'autre de telle sorte que leurs surfaces de contact qui assurent l'étanchéité du cla pet soient disposées l'une sur l'autre.
Le fonctionnement de cette soupape est le sui vant Lorsque la pression qui règne dans le conduit 35 dépasse une certaine valeur, les lèvres 19 des deux garnitures se déplacent suivant les flèches en lais sant s'échapper les gaz à l'extérieur. Dès que la pression retombe à une valeur normale, les deux lèvres 19, rappelées par leur propre tension élastique, se referment.
Les fig. 9 et 10 se rapportent plus particulière ment à des soupapes de décharge permettant, comme il a déjà été indiqué, un passage contrôlé de l'air ou du fluide dans les deux sens.
On y voit que ces soupapes se composent des mêmes éléments principaux que ceux décrits notam ment aux fig. 4 et 5. Sur la fig. 9, on retrouve le support cylin drique 11 du clapet ouvert à ses deux extrémités, fileté à sa base 30 pour permettre sa fixation sur l'organe qui doit le recevoir. Un canal axial 14 est ménagé dans ce support et des conduits 36 sont percés dans une cloison médiane 361 du sup port 11, tandis que 'des orifices 37 sont ménagés dans la paroi du support 11. A la partie supérieure de ce support est aménagée une gorge extérieure 17 dans laquelle est fixé en tension le bourrelet torique 18 correspondant du clapet 12.
Ce clapet en caoutchouc ou en matière plastique élastique, de forme générale cylindrique, se com pose du bourrelet 18 relié, d'une part, par une par tie 3 8 avec évidement formant charnière à la lèvre 19 et, d'autre part, à la partie annulaire supérieure 39 qui soutient la seconde lèvre interne 40 et à laquelle elle est reliée par la partie 41 à évidement formant charnière.
La partie 39 est pourvue de deux bourrelets extérieurs 42 et 43 qui servent d'appui à un carter 44 venant s'emmancher sur le clapet 12 et fixé sur lui grâce à la nervure interne 45 qui se trouve maintenue en place par la tension élastique des bourrelets 42 et 43. Des rainures radiales 46 pra tiquées sur la surface des bourrelets 47 et 48 de la partie annulaire 39, et des orifices 49, ménagés au même niveau dans le carter 44, permettant à l'air extérieur dans certaines conditions de soulever la lèvre 40 et de passer dans le conduit 14. Cette lèvre 40 s'applique sur le cylindre central 50 for mant siège porté par le carter 44, tandis que la lèvre 19 s'applique directement sur le corps 11 du support de clapet dont elle vient d'obturer les ori fices 37.
Il est formé, à la partie supérieure du cylindre 11 au-dessus de la cloison médiane 361 et limitée par la lèvre interne 40, une chambre 51 dont le rôle sera expliqué ci-après.
Le fonctionnement de cette soupape est le sui vant Lorsque la pression des gaz admis à l'entrée 15 du support 11 dépasse une certaine valeur, la lèvre 19 du clapet 12 se soulève dans la direction de la flèche 52 laissant les gaz s'échapper à l'atmo sphère par les orifices 37, suivant la flèche 53. La pression dans le conduit d'entrée 5, régnant égale ment dans les conduits 36 et la chambre 51, applique la lèvre 40 sur son siège 50 évitant toutes les fuites par ce côté.
Lorsque la pression dans la conduite d'entrée 15 devient inférieure à la pression atmosphérique par exemple, celle-ci, par les conduits 49 et les rai nures 46, agit sur la lèvre 40, la décolle de son siège 50 et cette lèvre 40 s'ouvre pour laisser passer l'air dans la chambre 51 et par les canaux 36 dans le conduit 15.
La fig. 10 représente une variante de réalisation du clapet dans laquelle les lèvres sont extérieures au corps de support et permettent de réaliser un montage plus simple.
Le support 11 conserve la même forme générale, mais est fermé à sa partie supérieure par une calotte sphérique 13. Le clapet 12 est toujours fixé en ten sion par son bourrelet 18 encastré dans la rainure correspondante 17 du support 11. La lèvre 19 a la même forme que dans le cas précédent et est articulée au corps du clapet par la charnière<B>38,</B> la lèvre 40 s'applique sur la même surface du corps 11 que la lèvre 19, elle est articulée au corps de clapet par la charnière 41, ce qui forme une petite chambre annulaire 54 dans laquelle viennent débou cher les orifices 55 percés dans le clapet 12 et communiquant avec l'atmosphère.
Des orifices 56 sont percés dans le corps 11 et débouchent dans l'espace compris entre les lèvres 19 et 40.
Le fonctionnement de cette variante s'explique comme suit Lorsque la pression dans le conduit d'entrée 15 dépasse une certaine valeur, les gaz d'échappement à l'atmosphère en passant par les orifices 56 et en soulevant la lèvre 19, tandis qu'ils appliquent forte ment la lèvre 40 sur son siège. Si, au contraire, la pression atmosphérique devient supérieure à la pression de la conduite d'entrée, l'air passant par les orifices 55 soulève la lèvre 40 en la décollant du corps 11 et pénètre à l'intérieur du conduit 15.