CH399851A - Soupape - Google Patents

Description

  Soupape    La présente invention a pour objet une soupape,  dont la construction et l'aménagement bénéficient  d'un   effet de levier   inhérent, de façon à faciliter  son fonctionnement avec une consommation d'énergie  extrêmement réduite.  



  La soupape selon l'invention est caractérisée en  ce qu'elle comprend un corps de soupape, présentant  une partie d'admission et une partie de sortie, une  ouverture faisant communiquer la partie d'admission  avec la partie de sortie, une chambre de soupape sur  le côté d'entrée de cette ouverture, un élément obtura  teur monté à va-et-vient dans la chambre de soupape  afin de contrôler ladite     ouverture,    un diaphragme  élastique formé d'une pièce avec l'élément obtura  teur, un moyen pour serrer le diaphragme de façon  étanche à l'extrémité     ouverte    de la chambre de sou  pape,

   et un organe     d'actionnement    de la soupape en  liaison avec l'élément obturateur pour communiquer  à celui-ci et au diaphragme un mouvement de     va-          et-vient.     



  Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une  forme d'exécution de la soupape, objet de l'invention.  La     fig.    1 est la vue en élévation de côté avec  coupe partielle de la soupape dans sa position fermée ;  la     fig.    2 est la vue partielle à plus grande échelle  du diaphragme;  la     fig.    3 est la coupe à plus grande échelle de  l'orifice et du bouchon de l'obturateur, en position  ouverte, et  la     fig.    4 est le graphique d'une courbe typique  de l'action de ressort donnant sa course en fonction  de la force appliquée sur le diaphragme de l'élément  obturateur.  



  Dans la     fig.    1, la référence 10 désigne l'ensemble  de la soupape. Cette soupape comprend un corps 11  ayant essentiellement la forme d'un T et établi en une  matière rigide appropriée, par exemple en métal ou    en matière plastique. Le pied 11A du corps 11 défi  nit une chambre d'admission de     fluide    12 et une  chambre de sortie de fluide 13, dont les extrémités  respectives sont reliées à des canalisations appropriées  non représentées. La queue 11B du corps 11 est en  communication avec la chambre d'admission 12 du  corps 11 et définit une chambre à fluide 14     dans     laquelle l'élément obturateur 15 se déplace en un  mouvement de va-et-vient.  



  Une cloison 16 sépare la chambre d'admission 12  de la chambre de sortie 13, et, comme il est repré  senté, cette cloison 16 présente une partie     inférieure     verticale 16A, une     partie    latérale déportée 16B et une  partie supérieure verticale 16C. Dans la     partie    dépor  tée 16B est ménagé un passage,     orifice    ou ouverture  17 pour mettre en communication la chambre  d'admission 12 avec la chambre de sortie 13. L'ori  fice 17 est défini par une paroi tronconique 18 qui  converge en direction de la chambre de sortie 13.  



  Un obturateur 15 a pour but de contrôler l'ouver  ture de l'orifice 17. Comme il est représenté, l'élé  ment obturateur 15 est établi avantageusement en une  matière élastique par exemple en caoutchouc, en  néoprène ou en une matière     similaire.    Il comprend  une partie d'extrémité 19 de forme conique et cons  tituant le bouchon à proprement parler (appelée par  la suite   bouchon      ),    une tige de soupape 20 reliée à  ce bouchon, et un diaphragme ou disque élastique 21  relié à l'extrémité supérieure de la tige 20.

   A la  figure 2, il     apparait    que la partie intermédiaire 21A  du disque de diaphragme est épaissie pour réaliser  une courbe montrant le déplacement du diaphragme  en fonction de la force appliquée, du type représenté  à la     fig.    4. Avec la forme représentée du diaphragme  21, une action élastique à déclenchement est commu  niquée à l'élément obturateur 15 lorsque la partie  périphérique du diaphragme est serrée contre la queue      de soupape 11B par un écrou ou chapeau de soupape  22 vissé au corps de soupape. Une fois que le dia  phragme 21 est serré comme il est indiqué à la     fig.    1,  on se rend compte que la chambre à fluide 14 de la  soupape est hermétiquement isolée.  



  Un organe     d'actionnement    23 de la soupape est  relié à l'extrémité extérieure de l'élément obturateur  15, l'organe     d'actionnement    23 s'étendant vers le haut  à travers un trou 24 ménagé dans le chapeau 22.  Bien entendu, cet organe     d'actionnement    23 peut  être commandé par un système de commande appro  prié, par exemple un électro-aimant, un soufflet à air,  un bilame, etc... (non représenté).  



  La soupape fonctionne comme suit  Quand on presse l'organe     d'actionnement    23 vers  le bas, selon la     fig.    1, au moyen d'un système de  commande approprié (non représenté) le bouchon  conique 19 de l'élément obturateur 15 est fermement  appliqué contre la bordure ou siège 25 entourant  l'orifice 17 pour couper l'écoulement du fluide à tra  vers le corps 11. En conséquence, le fluide sous pres  sion dans la chambre 14 agissant sur le bouchon 19  force celui-ci en contact étanche et étroit sur le siège  25. En même temps, le fluide de la chambre 14  exerce une force sur le diaphragme 21. Le dia  phragme 21 et le bouchon 19 sont proportionnés pour  que les forces agissant sur le premier soient plus  importantes que celles agissant sur le second.

   Pour  cette raison, la force appliquée à la tige     d'actionne-          ment    23 nécessaire pour maintenir l'élément obtura  teur 15 en position     fermée    ne doit être que légèrement  supérieure à la différence entre les forces respectives  produites par le     fluide    sous pression sur le dia  phragme 21 et sur le bouchon 19.  



  Pour ouvrir la soupape, on agit sur l'organe 23  pour le déplacer de bas en haut, selon la     fig.    1. Le  mouvement vers le haut du bouchon 19 décolle ce  dernier du siège 25 pour rompre la fermeture.  Comme on le voit plus     clairement    à la     fig.    3, la  forme du bouchon 19 et de l'orifice 17 est telle que  lorsque la soupape est ouverte, la section transver  sale 26 à l'entrée du passage du     fluide    est plus petite  que la section transversale 27 à la sortie de ce pas  sage, avec une variation progressive entre ces deux  extrémités.

   On obtient ainsi un effet venturi,     c'est-          à-dire    que la vitesse du fluide à travers l'entrée de  l'orifice est plus grande qu'à la sortie de l'orifice.  Ainsi, la pression dans la section 27 augmente en  produisant une baisse de la pression vers le bas sur  le bouchon 19. Cette différence de pression tend à  contribuer à l'ouverture rapide du passage de     fluide     ou orifice 17. Une fois que la soupape est entièrement  ouverte, les forces dirigées de bas en haut et agissant  sur le diaphragme 21 et sur le bouchon 19, forces  telles qu'elles sont produites par la pression du fluide  dans la chambre 14 et dans la section 27, tendent à  maintenir l'élément obturateur 15 en position d'ouver  ture.

   Pour cette raison, une très faible force vers le  haut suffit à la tige     d'actionnement    23 en vue du  maintien de la soupape en position ouverte.    Dans un exemple concret, une ouverture de la  soupape de<B>10,32</B>     cm-'    pour une pression du fluide  de 3,5     kg/cm=    est efficacement contrôlée avec une  tige     d'actionnement    de 3,2 mm, tandis que la force  requise pour mouvoir cette tige est comprise entre  56 et 140 g.  



  II ressort, à l'évidence, de ce qui précède que  le diaphragme élastique 21, quand il est serré entre  le chapeau 22 et le corps 11, procure un joint effectif  et à l'abri des fuites entre la chambre 14 et l'atmo  sphère. De même, le diaphragme a une forme per  mettant de produire une action élastique de déclen  chement qui réduit efficacement les exigences de la  force     d'actionnement    et accélère le     fonctionnement     de la soupape. En conséquence, la soupape peut  fonctionner essentiellement comme une soupape de  remplissage pour régler le débit fluide dans des éviers,  bacs pour laver la vaisselle, toilettes, etc.

   La soupape  ne comportant qu'un minimum de pièces fonctionne  pendant de longues périodes sans aucun ennui et,  par suite de la faible force nécessaire à son action  nement, sa commande mécanique peut être assurée  par un flotteur relativement petit. Si l'on veut une  commande électrique, un électro-aimant convient  parfaitement, et de ce fait la soupape convient pour  des systèmes de chauffage ou de refroidissement à  fonctionnement automatique. Du point de vue ther  mique, la soupape peut être commandée par des  bilames     d'actionnement    ou par la détente d'un gaz  ou la dilatation d'un liquide, d'où possibilité de  l'appliquer dans des installations de     réfrigération,     conditionnement d'air, exploitations de pétrole, etc.

    La structure de la soupape est exempte d'effets de  gravitation et utilise le principe venturi qui ne réduit  pas le débit.

Claims (1)

1. REVENDICATION Soupape, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps de soupape, présentant une partie d'admission et une partie de sortie, une ouverture faisant com muniquer la partie d'admission avec la partie de sortie, une chambre de soupape sur le côté d'entrée de cette ouverture, un élément obturateur monté à va-et-vient dans la chambre de soupape afin de contrôler ladite ouverture, un diaphragme élastique formé d'une pièce avec l'élément obturateur ;

   un moyen pour serrer le diaphragme de façon étanche à l'extrémité ouverte de la chambre de soupape, et un organe d'actionnement de la soupape en liaison avec l'élément obturateur pour communiquer à celui- ci et au diaphragme un mouvement de va-et-vient. SOUS-REVENDICATIONS 1. Soupape selon la revendication, caractérisée en ce que les parties d'admission et de sortie sont respectivement une chambre d'admission de fluide et une chambre de sortie de fluide, la chambre de soupape est reliée à ladite chambre d'admission de fluide, l'élément obturateur présente une partie d'extrémité élastique formant bouchon terminal, et en ce que le diaphragme a la forme d'un disque élastique. 2.

   Soupape selon la sous-revendication 1, carac térisée en ce qu'il est prévu un moyen définissant un orifice venturi disposé dans le corps pour cloi sonner la chambre d'admission et la chambre de sortie, ledit orifice faisant communiquer ces cham bres entre elles. 3. Soupape selon la sous-revendication 2, carac térisée en ce que l'orifice venturi converge vers la chambre de sortie, le bouchon terminal précité étant de forme conique et étant destiné à s'appliquer sur la périphérie de l'orifice, le sommet du bouchon convergeant dans le même sens que l'orifice,

   de sorte qu'en position ouverte de l'orifice la pression du fluide dans l'entrée de celui-ci est inférieure à sa pression à la sortie de l'orifice. 4. Soupape selon la revendication, et destinée à fonctionner comme une soupape de remplissage pour régler le débit d'un fluide à travers elle, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour isoler her métiquement l'organe d'actionnement de l'élément obturateur de la chambre à fluide de la soupape. 5.

   Soupape selon la sous-revendication 3, carac térisée en ce que l'élément obturateur présente un bouchon terminal ayant une surface conique pour obturer ledit orifice, de sorte qu'en position fermée de la soupape, le bouchon établit un joint étanche avec la périphérie de l'orifice et en position ouverte de la soupape, le bouchon terminal et l'orifice ven- turi coopèrent pour définir un passage à fluide entre la chambre d'admission et la chambre de sortie, l'écoulement du fluide tendant à faciliter, à la fois, l'action d'ouverture et le maintien de l'élément obtu rateur dans la position d'ouverture. 6.

   Soupape selon la revendication, caractérisée en ce que l'élément obturateur est formé d'une matière élastique et se trouve sur le côté d'admission de l'orifice au sein de la chambre de soupape, en ce qu'une tige de soupape de section transversale réduite est reliée au bouchon terminal de l'élément, et en ce que le diaphragme élastique est relié à l'extrémité de cette tige, le diaphragme et le bouchon étant propor tionnés de sorte qu'en position normalement fermée de la soupape, la pression du fluide sur le disque de diaphragme est plus grande que la pression du fluide s'exerçant sur le bouchon. 7.

   Soupape selon la revendication, caractérisée en ce que le corps de soupape est en forme de T et comprend une queue et un pied de soupape, ledit pied définissant une chambre d'admission du fluide à une extrémité et une chambre de sortie de fluide à l'autre extrémité, en ce qu'une cloison sépare la chambre d'admission de la chambre de sortie du fluide, cette cloison étant percée d'un passage coni que formant un orifice venturi, ce passage ayant une entrée et une sortie dont la première présente une section transversale supérieure à celle de la seconde, en ce que la queue de la soupape définit une cham bre de soupape ouverte à ladite chambre d'admission du fluide,

   en ce que l'élément obturateur est monté pour un mouvement de va-et-vient dans cette queue de soupape pour contrôler l'ouverture de l'entrée de l'orifice, en ce qu'un chapeau de fermeture serre le diaphragme en place pour une jonction étanche avec le corps de soupape, et en ce que l'organe d'action- nement de l'élément obturateur débouche à l'exté rieur à travers un trou pratiqué dans ce chapeau.