CH412488A - Clapet de retenue d'un fluide dans une conduite - Google Patents

Description

  Clapet de     retenue    d'un     fluide    dans une conduite    L'invention a pour objet un clapet de retenue d'un  fluide dans une conduite, comprenant un organe de  retenue de section transversale circulaire et un siège  annulaire logé dans un logement annulaire ménagé  dans la paroi d'un alésage d'un corps contenant l'or  gane de retenue.  



  Des clapets à papillon, dans lesquels il est permis  à un anneau de caoutchouc formant siège de se dé  placer     radialement    ou d'avoir sa périphérie interne  contractée pour fournir un joint     circonférentiel    autour  de l'organe de soupape sont connus ; mais ils présen  tent le désavantage que le caoutchouc est engagé avec  force par l'organe de soupape et peut subir des exco  riations ou de l'usure et peut être suffisamment dé  formé sous la pression de fluide pour provoquer le  coincement ou le     verrou'llage    de l'organe de sou  pape.

   Un but de l'invention est de fournir un clapet  de retenue dans lequel l'organe de retenue forme un  joint efficace sans surcharge de l'organe d'étanchéité  en direction radiale et ainsi de fournir un clapet dans  lequel l'organe de retenue ne se verrouille pas même  sous des pressions extrêmement élevées et dans lequel  l'anneau formant siège aura une durée beaucoup plus  longue que jusqu'à présent. Un autre but est de four  nir un clapet capable de commander l'écoulement  fluide dans les deux sens.  



  Le clapet faisant l'objet de la présente est caracté  risé en ce que le siège présente une épaisseur axiale  inférieure à celle du logement, de manière que le siège  puisse se déplacer     axialement    dans le logement dans  la mesure dictée par le déplacement axial de l'organe  de retenue dans le corps résultant de la pression de  fluide appliqué sur l'une ou l'autre face latérale de  l'organe de retenue et du siège, jusqu'à ce que la face  latérale opposée soit entrée en contact avec la face    radiale adjacente du logement, et en ce qu'il com  prend un anneau d'étanchéité de matière élastique  compressible, disposé     coaxialement    dans le logement  entre la paroi périphérique .de celui-ci et la périphérie  externe du siège;

   l'épaisseur radiale totale de l'anneau  d'étanchéité et du siège étant telle que l'anneau  d'étanchéité est déformé de manière à centrer le siège  autour de l'organe de retenue pour former un joint  annulaire autour de celui-ci et à engager la périphérie  externe du siège et la paroi périphérique du logement  en séparant ainsi le logement en deux chambres annu  laires coaxiales disposées côte à côte.  



  L'anneau d'étanchéité lorsqu'il est déformé de  cette manière empêche que du fluide sous pression qui  a pénétré dans l'interstice entre l'extrémité axiale pro  che de l'anneau formant siège et la paroi axiale adja  cente du logement de s'écouler en travers de la péri  phérie extérieure de l'anneau formant siège et de fuir  par l'interstice entre les extrémités axiales opposées  de l'anneau formant siège et du logement.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une  forme d'exécution du clapet objet de l'invention et  une variante  La     fig.    1 est une vue de bout partiellement en  coupe de cette forme d'exécution.  



  La     fig.    2 est une coupe axiale correspondant à la       fig.    1.  



  La     fig.    3 est une coupe d'une partie de la     fig.    2 à  beaucoup plus grande échelle.  



  La     fig.    4 est une coupe semblable à celle de la       fig.    3 montrant une autre condition de fonctionne  ment, et  la     fig.    5 est une coupe de la variante correspon  dant à la     fig.    4.      Se référant aux     fig.    1 et 2, un corps de clapet est  indiqué en 10 et est pourvu d'une bride 11 pour la  fixation au moyen de boulons à des brides semblables  de tuyaux ou autres organes (non représentés) d'une  ligne d'alimentation pour un fluide sous pression, des  anneaux d'étanchéité étant indiqués en 13 à la     fig.    2.

    Un anneau de retenue 14     (fig.    2) est ajusté à coulis  sement dans le corps de soupape et prend appui sur  un épaulement annulaire 12, de sorte que la face d'ex  trémité     intérieure    15 de l'anneau de retenue 14 est  espacée d'une face annulaire 16 ménagée dans le  corps de clapet pour former les parois latérales d'un  logement annulaire. A l'intérieur de ce logement an  nulaire se trouvent un anneau d'étanchéité en caout  chouc 17 de section circulaire et un anneau en caout  chouc formant un siège 18 disposé à l'intérieur de  l'anneau 17.

   L'épaisseur axiale du siège 18 est légère  ment plus petite que la largeur axiale du logement  afin de permettre le mouvement axial du siège 18 et  de permettre à ce dernier de se déplacer en direction  radiale (par exemple aux fins de centrage ou pour  s'accommoder d'une expansion thermique d'un or  gane de retenue 21). Le jeu axial entre le siège 18 et  le logement est déterminé par le jeu diamétral d'un  arbre 20 dans ses     paliers    et parfois par le fléchisse  ment axial de l'organe de retenue sous la charge  exercée par le fluide. Le siège 18 peut contenir un  anneau de renforcement métallique noyé dans sa  masse. Cet anneau n'est pas représenté et peut être  continu ou fendu     circonférentiellement.     



  En des points diamétralement opposés, le corps 10  est pourvu de paliers 19 (dont l'un est représenté à la       fig.    1) pour recevoir les extrémités de l'arbre trans  versal 20 portant l'organe de retenue papillon 21 de  forme lenticulaire et permettant l'ouverture et la fer  meture du clapet. L'arbre 20 est logé dans un alésage  diamétral de l'organe de soupape et est verrouillé en  place par une vis d'arrêt 23. L'organe de retenue 21  présente une jante 24 dont le bord est de section       transversale    convexe.  



  On notera que la jante 24 est décalée     axialement     en direction de l'alésage du corps de clapet 10 par  rapport à l'axe de l'arbre 20, et dans la position de  fermeture du clapet la périphérie intérieure du siège  18 vient en engagement avec la jante 24 pour former  un joint annulaire.  



  Le fluide dont le passage doit être empêché se  trouve du côté gauche de l'organe de retenue 21 à la       fig.    2 et en se reportant à la     fig.    3 on y voit l'effet du  joint. La pression du fluide agit sur la face d'extrémité  de gauche du siège 18 à proximité de l'extrémité     ra-          dialement    intérieure de celle-ci et pousse le siège 18       axialement    contre la paroi 15 du logement, ce qui a  pour résultat qu'un jeu axial se constitue du côté du  logement qui est sous pression et permet au fluide  sous pression de pénétrer dans ce côté du logement  comme l'indiquent les flèches 25. Ceci a pour résultat  qu'un joint étanche est formé qui est adjacent à la  paroi 15 du logement.

   Les diamètres intérieur et ex  térieur de l'anneau d'étanchéité 17 sont tels que lors-    que ce dernier est en place entre le fond du logement  et le siège, l'anneau d'étanchéité est déformé pour  former un joint étanche en 28 avec la paroi périphéri  que, c'est-à-dire avec le fond du logement, et un joint  étanche en 29 avec la périphérie extérieure du siège  18. On voit par conséquent qu'il se     forme    un joint  d'arrêt étanche très efficace qui empêche le passage  du fluide sous pression du côté droit de l'organe de  retenue. Il y a lieu d'insister sur le fait que le siège 18  est chargé     axialement    par la pression du fluide et n'est  pas soumis à des forces appliquées mécaniquement  comme dans les clapets connus.  



  On notera en outre que l'action de l'anneau  d'étanchéité 17, en effectuant les joints étanches en  28 et 29     réduit    l'aire annulaire de la périphérie exté  rieure du siège 18 qui est soumise à la pression ré  gnant dans la chambre 30 formée par l'anneau d'étan  chéité 17 au fond du logement. Cette aire réduite  donne lieu à une compression dirigée     radialement    vers  l'intérieur du siège 18 sur la jante 24 qui est plus  petite que si l'anneau d'étanchéité était absent, et  réduit ainsi le     griffage    du siège 18 lorsque la jante 24  se déplace par rapport à lui lors de l'ouverture ou de  la fermeture de l'organe de retenue.

   Cette compres  sion dirigée     radialement    vers l'intérieur réduite, indi  quée par les flèches 34, est pratiquement équilibrée  par la pression de fluide agissant     radialement    vers  l'extérieur sur la partie annulaire 32 de la périphérie  intérieure du siège 18, comme le montrent les flèches  33. L'agencement est tel que les plans médians des  joints étanches formés en 28 et 29 coïncident avec  le plan médian du joint formé entre la jante 24 et la  périphérie intérieure du siège 18.  



  La     fig.    4 montre les conditions dans lesquelles se  trouvent le siège 18 et l'anneau d'étanchéité 17 lors  que la pression de fluide est appliquée du côté de  droite du clapet, les mêmes chiffres de référence étant  utilisés pour les mêmes éléments dans les deux figu  res et étant modifiés par un indice pour les éléments  de la     fig.    4 correspondant à ceux de la     fig.    3. On voit  que le clapet fonctionne de façon aussi efficace que  lorsque la pression de fluide est appliquée du côté  gauche de l'organe de retenue et ainsi le clapet peut  être utilisé dans un sens comme dans l'autre.  



  Les anneaux en caoutchouc 17 et 18 ne peuvent  être utilisés que lorsque la température et la nature  du fluide dont l'écoulement doit être interrompu sont  appropriées. Dans d'autres cas, d'autres matières sont  utilisées. Par exemple, lorsque des températures de  fonctionnement plus élevées sont requises, on peut uti  liser à leur place la construction montrée à la     fig.    5.

    Dans cette variante, le siège 118 est en métal et pré  sente une rainure annulaire dans chacune de ses faces  d'extrémité afin qu'il soit pourvu de plages     radiale-          ment    intérieure et extérieure 134 et 135 ; et au lieu de  l'anneau en caoutchouc 17 on utilise deux anneaux  117, 117' de section en U latérale placés dos à dos,  ces anneaux étant formés d'une matière réfractaire  telle qu'une composition d'amiante.

   Dans ce cas, le  fluide sous pression agit entre les brides des anneaux      <B>117</B> et 117' pour établir les joints étanches au fond  du logement et sur le siège<B>118.</B> On utilise des ma  tières semblables pour l'organe de retenue (non re  présenté) et pour le siège 118, afin d'assurer des  coefficients de dilatation identiques, et la périphérie  de l'organe de retenue peut être revêtue de Stellite  afin d'éviter un contact entre mêmes matières.  



  Dans la description ci-dessus on a utilisé l'expres  sion  pression de fluide . On entend désigner par  cette expression non seulement les pressions de gaz  ou de liquides, mais également la pression résultant  de l'écoulement de poudres, du moment que le clapet  représenté aux     fig.    1 à 4 a été utilisé avec succès dans  le cas de poudres telles que le noir de charbon, le ci  ment sec, les céréales et autres substances alimentaires  en poudre.  



  Quoique dans l'exemple qui précède on ait décrit  un clapet à papillon, le clapet pourrait être pourvu  d'un organe de retenue sphérique ou partiellement  sphérique.

Claims (1)

1. REVENDICATION Clapet de retenue d'un fluide dans une conduite, comprenant un organe de retenue (21) de section transversale circulaire, et un siège annulaire (18) logé dans un logement annulaire ménagé dans la paroi d'un alésage d'un corps (10) contenant l'organe de retenue, caractérisé en ce que le siège (18) présente une épaisseur axiale inférieure à celle du logement, de manière que le siège puisse se déplacer axialement dans le logement dans la mesure dictée par le dépla cement axial de l'organe de retenue dans le corps résultant de la pression de fluide appliquée sur l'une ou l'autre face latérale de l'organe de retenue et du siège, jusqu'à ce que la face latérale opposée soit entrée en contact avec la face radiale adjacente du logement, et en ce qu'il comprend un anneau d'étan chéité (17)

   de matière élastiquement compressible, disposé coaxialement dans le logement entre la paroi périphérique de celui-ci et la périphérie externe du siège, l'épaisseur radiale totale de l'anneau d'étan chéité (17) et du siège (18) étant telle que l'anneau d'étanchéité (17) est radialement déformé de manière à centrer le siège autour de l'organe de retenue (21) pour former un joint annulaire autour de celui-ci et à engager la périphérie externe du siège (18) et la paroi périphérique du logement en séparant ainsi le loge ment en deux chambres annulaires coaxiales disposées côte à côte. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Clapet selon la revendication, caractérisé en ce que la partie de la périphérie externe du siège (18) comprise entre, d'une part, le joint formé entre le siège et l'anneau d'étanchéité (17) et, d'autre part, l'extré mité axiale de cet anneau adjacente à la pression du fluide présente une aire égale à celle de la partie annulaire de la périphérie interne du siège (18) com prise entre le joint qu'il forme avec l'organe de rete nue et la même extrémité de l'anneau, de manière que lorsque le siège (18) est déplacé axialement en engagement avec la paroi latérale opposée du loge ment par la pression du fluide, le fluide sous pression passant entre les extrémités axiales voisines du siège (18)

   et du logement vers une chambre annulaire voi sine exerce une pression dirigée radialement vers l'in térieur sur ladite partie annulaire de la périphérie ex terne du siège (18) qui forme une paroi de cette cham bre, cette pression équilibrant au moins pratiquement la pression exercée radialement vers l'extérieur par le fluide sur ladite partie annulaire de la périphérie in terne du siège. 2.

   Clapet selon la revendication, caractérisé en ce que le plan radial du joint formé par l'anneau d'étan chéité (17) entre la paroi périphérique du logement et la périphérie extérieure du siège (18) coïncide avec le plan médian du joint que la périphérie interne du siège forme avec l'organe de retenue, permettant ainsi à l'organe de retenue d'être aussi efficace contre une pression appliquée d'un côté de cet organe que contre une pression appliquée de l'autre côté. 3. Clapet selon la revendication, caractérisé en ce que l'anneau d'étanchéité (17) est en caoutchouc ou en matière élastomère. 4. Clapet selon la revendication, caractérisé en ce que le siège (18) est en caoutchouc ou en matière élas tomère. 5.

   Clapet selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce que le siège contient un anneau de renforcement noyé dans sa masse.