L'invention a pour objet une soupape servant à commander un écoulement de fluide, dans laquelle la communication entre des conduits d'entrée et de sortie est commandée par un clapet présentant un premier siége de soupape annulaire et qui est mobile axialement entre deux positions, dans la premiére desquelles ce siège de soupape est en contact étanche avec un organe d'obturation annulaire, tandis que dans la deuxiéme position, ce contact est rompu.
caractérisée en ce que l'organe d'obturation est sollicité par la pression du fluide ou par un ressort, de manière à être plaqué de façon étanche contre un second siège de soupape annulaire fixe lorsque le clapet occupe la seconde position, le mouvement du clapet qui amène le premier siège de soupape en contact étanche avec l'organe d'obturation déplaçant celui-ci pour rompre son contact étanche avec le second siège de soupape fixe.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, des modes de réalisation particuliers de l'invention.
Sur les dessins:
Les fig. 1 à 3 sont des vues fragmentaires en coupe axiale d'une forme de réalisation de la soupape selon l'invention, ces trois figures montrant l'organe d'obturation et les sièges coopérants dans diverses positions de fonctionnement.
Les fig. 4 à 6 sont des vues analogues à la fig. 1, montrant diverses variantes possibles de l'organe d'obturation.
Les fig. 7 et 8 sont des vues en coupe, par deux plans perpendiculaires, d'une vanne de commande dont les éléments ont la structure représentée sur les fig. 1 à 3.
Les fig. 9 et 10 sont des vues, analogues aux fig. 7 et 8, d'un autre mode de réalisation.
La fig. I I est une vue en coupe axiale d'un autre mode de réalisation encore de la soupape de commande selon l'invention.
Les éléments de valve représentés sur les fig. 1 à 6 ont une section circulaire et sont vus en demi-coupe sur ces figures. Dans chacune de ces figures, on a représenté un organe d'obturation annulaire 1 monté de façon étanche à sa périphérie extérieure dans un corps de soupape 2 et coopérant avec un premier siège de soupape annulaire fixe 3 formé dans le corps 2 et avec un second siège de soupape annulaire 4 formé sur un clapet 5 mobile axialement en va-et-vient. Ce clapet est suspendu librement et relié au corps de façon étanche par une paire de diaphragmes flexibles dont un seulement est représenté en 9 sur les fig. I à 6, L'autre diaphragme étant situé du côté opposé de l'organe d'obturation I.
L'intérieur du corps de soupape est ainsi divisé de manière à former:
- une chambre d'alimentation 6 située du côté amont de l'organe d'obturation et communiquant avec le conduit d'entrée de la soupape,
- une chambre de canalisation 7 située du côté aval de l'organe d'obturation, communiquant avec le conduit de sortie de la soupape et limitée d'un côté par la portion de l'organe d'obturation située entre ses lignes de contact concentriques avec les deux sièges 3 et 4,
- et une chambre de décharge 8 communiquant avec l'atmosphère et également située du côté aval de l'organe d'obturation mais à l'extérieur du siège de soupape annulaire 3.
Sur la fig. 1. le clapet 5 est dans une position extrême (à gauche) dans laquelle l'organe d'obturation 1 est écarté du siège de soupape 4 du clapet mais porte contre le siège fixe 3, mettant ainsi la chambre d'alimentation 6 en communication avec la chambre de canalisation 7 et isolant la chambre de décharge 8. La pression d'alimentation et l'écoulement d'air tendent à maintenir l'organe d'obturation 1 en contact étanche ferme avec le siège fixe 3.
Lorsque le clapet se déplace vers sa position extrême opposée (à droite), le siège de clapet 4 porte d'abord de façon étanche contre l'organe d'obturation I (voir fig. 2), isolant ainsi la chambre d'alimentation, puis déplace cet organe I en l'écartant du siège fixe 3, reliant ainsi la chambre de canalisation à la décharge comme on le voit sur la fig. 3.
L'organe d'obturation est représenté sur les fig. 1 à 3 sous la forme d'un simple diaphragme, qui est fait de préférence en un matériau flexible mais sensiblement dépourvu d'élasticité, monté de façon étanche à sa périphérie extérieure dans le corps de soupape 2. La fig. 4 montre ce diaphragme raidi par une bague de renfort 1 1 fixée à sa face arrière. Sur la fig. 5, le diaphragme I est pourvu d'une bague de renfort 12 fixée à sa face avant, et deux joints annulaires concentriques 13 sont attachés à la face avant de cette bague de manière à coopérer respectivement avec les sièges de soupape 3 et 4.
La fig. 6 montre une soupape dans laquelle l'organe d'obturation est constitué par un piston annulaire 14 ayant à son extrémité avant une surface de portée 15 en caoutchouc et monté de façon étanche à l'intérieur du corps de soupape par un joint torique 16.
La souplesse de ce joint torique est suffisante dans la plupart des cas pour permettre au piston de se déplacer axialement de la petite quantité nécessaire à son fonctionnement, sans glissement du joint torique dans le corps de soupape. Cette figure montre aussi un ressort de rappel 17 agissant sur l'organe d'obturation pour le solliciter à porter de façon étanche contre le siège 3 du corps de soupape. Des ressorts de rappel similaires peuvent aussi être employés dans les dispositions des fig. I à 5.
Les fig. 7 et 8 illustrent une soupape de commande directionnelle pilotée, à trois orifices, normalement ouverte, comportant un conduit d'entrée ou d'alimentation 20 relié à la chambre d'alimentation 6, un conduit de sortie ou de canalisation 21 relié à la chambre de canalisation 7, un conduit de décharge 22 relié à la chambre de décharge 8, et un conduit de pilotage 23 relié à une chambre pilote 24. La disposition de vannage entre les chambres d'alimentation, de canalisation et de décharge est celle qui est représentée sur la fig. I. Le clapet 5 est suspendu et monté de façon étanche par les diaphragmes de clapet 9 et 9a et est sollicité (vers la droite de la figure) par un ressort à boudin de compression 25 qui tend à maintenir la soupape dans la position ouverte représentée, dans laquelle l'alimentation est reliée à la sortie de canalisation et la décharge est isolée.
Une pression pilote appliquée à la chambre pilote 24 agit sur le clapet 5 et le diaphragme adjacent 9a pour pousser le clapet vers la gauche. en passant par une position correspondant à la fig. 2, vers une position correspondant à la fig. 3, dans laquelle la sortie de canalisation est isolée de l'alimentation et reliée à la décharge. La décharge de la pression pilote permet évidemment au ressort 25 de renvoyer le clapet dans la position représentée et de rouvrir ainsi la soupape.
La même construction générale est évidemment applicable à une soupape normalement fermée, le clapet étant sollicité par un ressort vers la position de fermeture et le pilotage le poussant vers la position d'ouverture.
La soupape représentée sur les fig. 9 et 10 est une soupape de commande pilotée, à trois orifices, normalement fermée. Le corps de soupape a une section générale circulaire et est construit à partir d'une paire de pièces d'extrémité 31 et d'une pièce centrale 32 prise en sandwich entre elles, I'étanchéité sur les deux faces de cette piéce centrale étant assurée par des joints d'étanchéité. Les pièces 31 et 32 du corps de soupape sont avantageusement faites en alliage d'aluminium ou en matière plastique. La périphérie intérieure de la piéce centrale 32 est formée en une seule pièce avec un siège de soupape fixe 43 destiné à coopérer avec un organe d'obturation annulaire rigide 41 suspendu librement et de façon étanche à une des pièces d'extrémité du corps de soupape par un étroit diaphragme annulaire 42.
Un clapet de soupape 45 est de même supporté de façon étanche par un autre diaphragme 49 fixé à l'autre piéce d'extrémité du corps de soupape; sur ce clapet 45 est formé un siège annulaire 44 destiné à coopérer lui aussi avec l'organe d'obturation 41. L'organe d'obturation 41 et le clapet 45 sont avantageusement faits en un matériau autolubrifiant pour palier, tel que celui qu'on peut se procurer sous le nom de la marque Nylatron G.S. . Ces deux organes 41 et 45 sont tous les deux sollicités vers la droite de la fig. 9, chacun par un ressort de rappel; dans la position normale non actionnée de la soupape,
L'organe d'obturation 41 porte de façon étanche contre le siège fixe 43, et le siège de clapet 44 est dégagé de l'organe d'obturation.
L'intérieur de la soupape est divisé par les éléments décrits ci-dessus en quatre chambres, à savoir: la chambre d'alimentation 46 (reliée à un conduit d'alimentation ou d'entrée 20), la chambre de canalisation 47 (reliée au conduit de canalisation ou de sortie 21), la chambre de décharge 48 (reliée au conduit de décharge 22) et la chambre pilote 24 (reliée à un conduit pilote 23).
La soupape est représentée en position ouverte dans laquelle elle est actionnée par le pilotage, le clapet étant en position extrême à gauche; dans cette position le siège de clapet 44 porte contre l'organe d'obturation 41, qui est maintenu écarté du siège fixe 43, reliant ainsi la chambre d'alimentation 46 à la chambre de canalisation 47. Quand la pression de la chambre pilote est relâchée, les ressorts de rappel sollicitent l'organe d'obturation à porter de façon étanche contre le siège fixe (isolant ainsi la chambre de canalisation de la chambre d'alimentation) et sollicitent le clapet encore plus vers la droite de manière à relier la chambre de canalisation à la chambre de décharge.
La soupape représentée sur la fig. 1 1 est une soupape pilotée à quatre orifices; sa construction et son fonctionnement sont, de fa çon générale, semblables à ceux de la soupape des fig. 9 et 10. Ce- pendant, dans ce cas, il est prévu deux jeux, dirigés en sens opposés, d'organes d'obturation 41, de clapets de soupape 45 et de sièges fixes 43, séparés par une pièce centrale spéciale 34 du corps de soupape, dans laquelle est formé un conduit de décharge commun 48. Un conduit d'alimentation commun 20 est relié à deux chambres d'alimentation distinctes 46, et il est prévu deux chambres de canalisation distinctes 47a et 47b communiquant respectivement avec des conduits de canalisation ou de sortie distincts dont un est représenté en 21a.
La soupape peut comporter une ou deux connexions de conduits de pilotage selon le mode de fonctionnement désiré. Dans le mode de réalisation représenté, il n'est prévu qu'un seul conduit de pilotage 23, et un ressort 55 agit pour solliciter les deux clapets de soupape vers une position extrême (vers la droite de la figure); la soupape est alors une soupape à deux positions, c'est-à-dire que les chambres de canalisation sont reliées alternativement aux chambres d'alimentation et de décharge.
En variante, pour un fonctionnement à trois positions, on omet le ressort 55 et on dispose un ressort 56 entre les clapets 45 pour les solliciter à s'écarter l'un de l'autre, et une seconde connexion de conduit de pilotage est prévue de façon que l'un ou l'autre des clapets puisse être soumis à la pression de pilotage et actionné par elle.
En variante à la commande par pression de pilotage décrite cidessus, les soupapes peuvent être actionnées par tous autres moyens convenables tels que des moyens électromagnétiques ou mécaniques. Par exemple, les clapets de soupape peuvent être ac tionnés manuellement par des leviers ou des boutons-poussoirs reliés directement à ces clapets.
Les gens du métier comprendront aisément que l'invention n'est pas limitée aux soupapes à diaphragme décrites ci-dessus, mais que l'étanchéité du clapet pourrait être réalisée par d'autres moyens, par exemple par des joints toriques ou des joints à lèvres.