FR2528931A1

FR2528931A1 - FLOW CONTROL VALVE

Info

Publication number: FR2528931A1
Application number: FR8309964A
Authority: FR
Inventors: Leroy B Johnson; Jack E Cheney
Original assignee: Schmelzer Corp
Current assignee: Schmelzer Corp
Priority date: 1982-06-16
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1983-12-23
Also published as: DE3321938A1

Abstract

In a flow-control valve arrangement which can be modified in such a way that either a one-way stop valve or a fluid-flow delay valve is created, a tubular housing (12) is provided with a valve seat (20) which is closed by a ball (22) which is normally pressed into its closed position by a combined filter and spring element (24) which consists of a foamed plastic body which enables air to pass through but filters dirt particles entrained in the air and which at the same time flexibly presses the ball (22) into its closed position in the seat (20). The seat (20) can be provided with a limited fluid passage (36) which permits minimum fluid flow if the ball (22) is located in its closed position.

Description

L'invention concerne les valves, et plus parti culièrement des valves de commande d'écoulement de fluide, y compris des valves ou clapets de retenue et des valves de temporisation. The invention relates to valves, and more particularly to fluid flow control valves, including check valves or timing valves.

Des valves commandant l'écoulement d'un fluide, telles que des valves ou clapets de retenue et des valves de temporisation, sont utilisées dans divers circuits de fluide tels que des circuits de commande d'air associés à des moteurs a combustion interne de véhicules. Dans de tels circuits, il est souhaitable de pouvoir poser des valves de retenue ou des valves de temporisation dans diverses conduites de commande. Par exemple, des dispositifs de commande actionnés par vide, appelés casse-vide, sont utilisés pour déplacer les papillons de carburateurs vers une position d'ouverture après la mise en marche du moteur, mais habituellement par une action retardée. Il devient parfois souhaitable d'accroître la temporisation, auquel cas il est désirable de disposer d'une valve de temporisation montée facilement. Valves controlling the flow of a fluid, such as check valves or timing valves, are used in various fluid circuits such as air control circuits associated with internal combustion engines of vehicles. . In such circuits, it is desirable to be able to install check valves or timing valves in various control lines. For example, vacuum actuators, called vacuum breakers, are used to move the throttle valves to an open position after the engine is started, but usually by a delayed action. It sometimes becomes desirable to increase the delay, in which case it is desirable to have a delay valve easily mounted.

Des valves de commande d'écoulement de fluide telles que des valves ou clapets de retenue et des valves de temporisation conviennent à diverses applications, en particulier en automobile, et il est souhaitable que de telles valves soient d'une conception simple et d'une fabrication et d'une pose peu coûteuses. Fluid flow control valves such as check valves and timing valves are suitable for a variety of applications, particularly in the automotive industry, and it is desirable that such valves be of simple design and inexpensive manufacturing and installation.

L'invention a pour objet une valve de commande d'écoulement qui peut être utilisée, soit comme valve de retenue, soit comme valve de temporisation, et qui met en oeuvre un nombre minimal de pièces. L'invention a également pour objet une valve de commande d'écoulement comportant un filtre qui agit également comme élément de rappel maintenant la valve dans sa position normalement fermée. The subject of the invention is a flow control valve which can be used either as a non-return valve or as a delay valve, and which uses a minimum number of parts. The invention also relates to a flow control valve comprising a filter which also acts as a return element keeping the valve in its normally closed position.

Les objets de l'invention sont réalisés par un ensemble à valve qui comprend un corps tubulaire allongé formé, à l'une de ses extrémités, de manière à comporter un siège annulaire de valve qui est normalement fermé ou partiellement fermé par un élément sphérique d'obturation. The objects of the invention are achieved by a valve assembly which comprises an elongated tubular body formed, at one of its ends, so as to comprise an annular valve seat which is normally closed or partially closed by a spherical element d shutter.

Cet élément d'obturation est rappelé vers sa position de fermeture contre le siège par un filtre et un ressort associés l'un à l'autre sous la forme d'un corps de mousse de matière plastique élastique. Une extrémité du corps de mousse porte contre un siège annulaire et ce corps sollicite élastiquement l'élément d'obturation vers sa position en appui sur le siège et, dans le même temps, il est suffisamment poreux pour permettre le passage de l'air, mais pour retenir des -particules de saletés pouvant être entratnées dans l'air. L'ensemble à valve est de réalisation tubulaire et ses extrémités ont sensiblement le même diamètre, permettant la coupe d'un tube et l'insertion des extrémités opposées du corps dans les extrémités du tube, ce qui facilite la pose en des points intermédiaires de tuyaux flexibles.This closure element is returned to its closed position against the seat by a filter and a spring associated with each other in the form of a body of elastic plastic foam. One end of the foam body bears against an annular seat and this body resiliently biases the closure element towards its position in abutment on the seat and, at the same time, it is sufficiently porous to allow the passage of air, but to retain particles of dirt that can be entrained in the air. The valve assembly is of tubular construction and its ends have substantially the same diameter, allowing the cutting of a tube and the insertion of the opposite ends of the body into the ends of the tube, which facilitates installation at intermediate points of flexible hoses.

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel
la figure 1 est une coupe longitudinale d'une valve de commande d'écoulement selon l'invention ;
la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure i
la figure 3 est une coupe longitudinale d'une autre forme de réalisation de la valve selon l'invention et
la figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la figure 3.The invention will be described in more detail with reference to the attached drawing by way of non-limiting examples and in which
Figure 1 is a longitudinal section of a flow control valve according to the invention;
Figure 2 is a cross section along line 2-2 of Figure i
FIG. 3 is a longitudinal section of another embodiment of the valve according to the invention and
FIG. 4 is a cross section along line 4-4 of FIG. 3.

L'ensemble à valve de commande d'écoulement selon l'invention est désigné globalement en 10 et comprend un corps métallique tubulaire 12 formant une chambre ou cavité 14. Cette dernière est allongée et sensiblement cylindrique, et l'une de ses extrémités est partiellement fermée en étant refoulée en 16 de façon à présenter une ouverture ou un orifice 18. L'étranglement situé à l'extrémité 16 forme également un siège conique 20 contre lequel peut porter un élément d'obturation se présentant sous la forme d'une bille 22 d'acier. La cavité 14 contient également un filtre 24 réalisé en mousse élastique à structure à billes ou perles. Plusieurs de ces mousses peuvent être utilisées et elles doivent être suffisamment poreuses pour permettre le passage de l'air tout en retenant des particules de saletés entraînées dans l'air.Une telle matière est cammercialisée par la firme Scott Industries sous l'appellation de mousse plastique, présentant quarante pores par cm linéaire. The flow control valve assembly according to the invention is generally designated at 10 and comprises a tubular metal body 12 forming a chamber or cavity 14. The latter is elongated and substantially cylindrical, and one of its ends is partially closed by being driven back at 16 so as to present an opening or an orifice 18. The constriction situated at the end 16 also forms a conical seat 20 against which can carry a closure element which is in the form of a ball 22 of steel. The cavity 14 also contains a filter 24 made of elastic foam with a ball or pearl structure. Several of these foams can be used and they must be sufficiently porous to allow the passage of air while retaining particles of dirt entrained in the air. Such a material is marketed by the company Scott Industries under the name of foam plastic, with forty pores per linear cm.

Une extrémité du filtre 24 est en contact avec la bille 22 pour la rappeler élastiquement vers sa position en appui sur le siège conique 20, et l'autre extrémité du filtre 24 est en contact avec un siège annulaire 26 obtenu par une déformation 28 du corps tubulaire 12. One end of the filter 24 is in contact with the ball 22 to resiliently return it to its position in abutment on the conical seat 20, and the other end of the filter 24 is in contact with an annular seat 26 obtained by a deformation 28 of the body tubular 12.

Le siège annulaire 26 délimite un orifice 30 permettant l'dcoulement de l'air.The annular seat 26 defines an orifice 30 allowing the flow of air.

L'extrémité 32 du corps tubulaire 12 est refoulée de la même manière que l'extrémité 16 pour former une ouverture 34 permettant le passage de l'air. Si cela est souhaité le siège 26 peut être supprimé et le filtre 24 peut être allongé afin qu'il porte par une extrémité contre l'extrémité 32 du corps 12 et que l'autre extrémité du filtre repose sur la bille 22. Cependant, la déformation 28 rend possible de modifier la position du filtre dans la direction longitudinale du corps 12 pour permettre la mise en place de filtres de différentes longueurs. The end 32 of the tubular body 12 is pushed back in the same way as the end 16 to form an opening 34 allowing the passage of air. If desired, the seat 26 can be omitted and the filter 24 can be extended so that it bears at one end against the end 32 of the body 12 and that the other end of the filter rests on the ball 22. However, the deformation 28 makes it possible to modify the position of the filter in the longitudinal direction of the body 12 to allow the installation of filters of different lengths.

Le filtre 24 assume non seulement la fonction d'un filtre à air, mais également celle d'un élément élastique ou ressort qui rappelle la bille d'acier 22 vers sa position en appui sur le siège. Lorsque de l'air s'écoule de la gauche.vers la droite à travers l'ouverture 34, l'orifice 3.0 et le filtre 24, la pression de l'air tend à faire porter la bille 22 d'acier contre son siège, de sorte que le dispositif assume la fonction d'un clapet de retenue.Dans le cas d'un écoulement de sens opposé, ctest-d-dire de la droite vers la gauche dans l'orienta- tion de la figure 1, la bille d'acier est soulevée du siège 20 par l'effet de la pression de l'air contre la force de rappel du filtre élastique 24, afin de permettre à l'air de passer à peu près librement dans l'orifice 18, à travers le filtre 24, dans l'orifice 30 et dans l'ouverture 34. The filter 24 assumes not only the function of an air filter, but also that of an elastic element or spring which recalls the steel ball 22 towards its position in abutment on the seat. When air flows from the left to the right through the opening 34, the orifice 3.0 and the filter 24, the air pressure tends to bring the steel ball 22 against its seat , so that the device assumes the function of a check valve. In the case of a flow in the opposite direction, that is to say from right to left in the orientation of FIG. 1, the steel ball is lifted from the seat 20 by the effect of the air pressure against the restoring force of the elastic filter 24, in order to allow the air to pass almost freely through the orifice 18, at through the filter 24, in the orifice 30 and in the opening 34.

La valve 10 décrite jusqu'à présent peut être utilisée comme valve ou clapet de retenue. Cependant, si cela est souhaité, une entaille peut être réalisée en 36 dans le siège 20 afin de permettre un écoulement limité de l'air de la gauche vers la droite lorsque l'élément d'obturation ou bille 22 est en position d'appui sur le siège 20 de la valve. Cette dernière se comporte alors comme une valve de temporisation réduisant l'écoulement de l'air de la gauche vers la droite, mais permettant un écoulement pratiquement libre lorsque la bille 22 se soulève du siège 20 sous l'effet de l'écoulement de l'air de la droite vers la gauche. The valve 10 described so far can be used as a check valve. However, if desired, a notch can be made at 36 in the seat 20 in order to allow a limited flow of air from the left to the right when the shutter element or ball 22 is in the support position. on seat 20 of the valve. The latter then behaves like a delay valve reducing the flow of air from the left to the right, but allowing a practically free flow when the ball 22 is lifted from the seat 20 under the effect of the flow of l air from right to left.

La valve 10, qu'elle soit utilisée comme valve de retenue ou comme valve de temporisation, peut être aisément montée dans une position appropriée, par exemple dans un tuyau à vide 38. Habituellement, de tels tuyaux 38 sont réalisés en caoutchouc et la pose ne nécessite que la coupe du tuyau 38 et l'insertion des extrémités opposées du corps tubulaire 12 comme montré sur la figure 1. Si cela est souhaité, les valves peuvent être fixées en position au moyen de colliers rapportés, indiqués schématiquement en 40. The valve 10, whether used as a check valve or as a delay valve, can be easily mounted in a suitable position, for example in a vacuum pipe 38. Usually, such pipes 38 are made of rubber and the fitting requires only the cutting of the pipe 38 and the insertion of the opposite ends of the tubular body 12 as shown in FIG. 1. If desired, the valves can be fixed in position by means of attached collars, indicated schematically at 40.

La figure 2 représente une seconde forme de réalisation de l'invention, à savoir une valve 50 comportant un corps formé d'un tube 52 dont les extrémités opposées reçoivent des tubes 54 et 56 formant des orifices 58 et 60, respectivement. Les tubes 54 et 56 sont emmanchés dans le tube 52 du corps, de manière étanche, et les extrémités des tubes 54 et 56 situées à l'intérieur du corps tubulaire 52 sont espacées pour former une cavité ou chambre 62. La cavité 62 contient un élément d'obturation se présentant sous-la forme d'une bille d'acier 64 qui est conçue pour s'appliquer contre l'extrémité intérieure du tube 54 qui assume alors la fonction d'un siège 66 de valve.La bille d'acier 64 est sollicitée vers sa position de fermeture sur le siège 66 par un ensemble combiné à filtre et ressort 68 qui, de même que l'élément à filtre et ressort 24, est réalisé en une mousse de matière plastique élastique, suffisamment poreuse pour permettre le passage de l'air, mais retenir des particules de saletés entrainées dans l'air. L'élément 68 à filtre et ressort a également pour fonction de rappeler élastique ment la bille 64 vers sa position de fermeture sur le siège 66. FIG. 2 represents a second embodiment of the invention, namely a valve 50 comprising a body formed by a tube 52 whose opposite ends receive tubes 54 and 56 forming orifices 58 and 60, respectively. The tubes 54 and 56 are fitted into the tube 52 of the body, in a leaktight manner, and the ends of the tubes 54 and 56 situated inside the tubular body 52 are spaced apart to form a cavity or chamber 62. The cavity 62 contains a closure element in the form of a steel ball 64 which is designed to be applied against the inner end of the tube 54 which then assumes the function of a valve seat 66. steel 64 is urged towards its closed position on the seat 66 by a combined filter and spring 68 assembly which, like the filter and spring element 24, is made of an elastic plastic foam, sufficiently porous to allow the passage of air, but retain particles of dirt entrained in the air. The element 68 with filter and spring also has the function of resiliently returning the ball 64 to its closed position on the seat 66.

L'ensemble 50 à valve tel que décrit convient à une utilisation comme valve ou clapet de retenue. Si les caractéristiques d'une valve de temporisation sont demandées, une entaille telle qu'indiquée en 70 peut être réalisée dans le siège 66. Dans ce cas, l'air peut s 'écou- ler de façon réduite de la droite vers la gauche à travers le filtre 68 et par entaille 70. Lorsque l'air s'écoule en sens opposé, c'est-à-dire de la gauche vers la droite dans l'orientation de la figure 3, la bille 64 est soulevée du siège 66 pour permettre à l'air de passer de façon relativement libre à travers l'élément à filtre et ressort 68, et.de sortir par l'orifice 60. The valve assembly 50 as described is suitable for use as a check valve. If the characteristics of a delay valve are requested, a notch as indicated in 70 can be made in the seat 66. In this case, the air can flow in a reduced fashion from right to left through the filter 68 and by notch 70. When the air flows in the opposite direction, that is to say from left to right in the orientation of FIG. 3, the ball 64 is lifted from the seat 66 to allow the air to pass relatively freely through the filter element and spring 68, and to exit through the orifice 60.

La valve 50 peut être montée dans un tuyau à vide 38 de la même manière que la valve 10. The valve 50 can be mounted in a vacuum pipe 38 in the same way as the valve 10.

Bien que la valve 50 représentée sur la figure 2 puisse être réalisée en métal, pour certaines applications, le corps tubulaire 52 et les tubes 54 et 56 peuvent être réalisés en matière plastique, y compris dans un tube de matière plastique transparente, semi-flexible. Although the valve 50 shown in FIG. 2 can be made of metal, for certain applications, the tubular body 52 and the tubes 54 and 56 can be made of plastic, including in a transparent, semi-flexible plastic tube .

La temporisation des deux formes de réalisation de l'invention, illustrées sur les figures 1 et 2, ou sur les figures 3 et 4, peut être modifiée par variation de la dimension de l'entaille 36 ou 70, un accroissement de la section de l'entaille diminuant la temporisation imposée au passage du fluide lorsque les billes 22 et 64 sont en contact avec leurs sièges annulaires respectifs 20 et 66. The timing of the two embodiments of the invention, illustrated in Figures 1 and 2, or in Figures 3 and 4, can be changed by varying the size of the notch 36 or 70, an increase in the cross-section of the notch reducing the time delay imposed on the passage of the fluid when the balls 22 and 64 are in contact with their respective annular seats 20 and 66.

On a donc réalisé un ensemble à valve qui peut être utilisé, soit comme valve ou clapet unidirectionnel de retenue, soit comme valve de temporisation, et qui comporte un corps tubulaire allongé supportant un élément mobile d'obturation se présentant sous la forme d'une bille qui est normalement appuyée sur un siège annulaire, en position de fermeture, par l'action de rappel d'un corps en mousse de matière plastique élastique. La mousse agit à la fois comme un ressort et comme un filtre à air pour retenir des particules de saletés entraînées dans l'air. Dans une forme de réalisation de l'invention, le corps de la valve est réalisé en métal et dans une autre forme de réalisation, il peut être constitué de tronçons tubulaires en métal ou en matière plastique. Dans les deux formes de réalisation de l'invention, les extrémités opposées du corps sont de même dimension, de sorte qu'elles peuvent être insérées dans des extrémités adjacentes d'un tube de transport de fluide après que ce tube a été sectionné, ce qui permet un montage aisé. A valve assembly has therefore been produced which can be used either as a unidirectional check valve or valve, or as a time delay valve, and which comprises an elongated tubular body supporting a movable closure element in the form of a ball which is normally supported on an annular seat, in the closed position, by the return action of a body of elastic plastic foam. The foam acts both as a spring and as an air filter to retain particles of dirt entrained in the air. In one embodiment of the invention, the valve body is made of metal and in another embodiment, it can be made of tubular sections of metal or plastic. In the two embodiments of the invention, the opposite ends of the body are of the same dimension, so that they can be inserted into adjacent ends of a fluid transport tube after this tube has been cut, this which allows easy mounting.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la valve décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. It goes without saying that many modifications can be made to the valve described and shown without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Flow control valve, characterized in that it comprises a body (12) delimiting a cavity (14), two orifices (18, 34) formed in the body and communicating with the cavity, a seat (20) formed by one (18) of the orifices inside the cavity, a closure element (22) which can be applied against the seat and be removed therefrom under the effect of the flow of a fluid by the orifices, in opposite directions, and a fluid filter (24) made of elastic foam, arranged in the cavity and capable of coming into contact with the closure element in order to elastically recall it in position of contact with the seat.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the body consists of an elongated tubular element (12) and in that the cavity is substantially cylindrical, the two orifices being formed at opposite ends of the cavity.

3. Valve according to claim 2, characterized in that an annular seat (26) is formed at one end of the cylindrical cavity, the filter having opposite surfaces which can bear against this annular seat and the closure element.

4. Valve according to claim 1, characterized in that the seat has a recessed part (36) forming a throttled channel which leaves the cavity when the shutter element is in its closed position, in order to delay the flow fluid.

5. Valve according to claim 1, characterized in that the closing element is a spherical element.

6. Valve according to claim 1, characterized in that the body is formed of a tubular element (12) which is pushed back at one end (18) to form the seat of the valve, the tubular element comprising an annular constriction ( 28) spaced from the seat and forming a seat (26) for the filter.

7. Valve according to claim 1, characterized in that the body is formed of a tube (52), the two orifices (58, 60) being constituted by two tubular elements (54, 56) fitted hermetically in opposite ends of the body tube and spaced from one another to form said cavity (62), one end of one of the tubes forming the seat (66) against which the closure element (64) can bear, and one end of the other tube forming a seat intended to keep the filter (68) in contact with the closure element.

8. Valve according to claim 6, characterized in that the end of the tube forming the seat of the valve has a notch (70) constituting a purge channel when the closure element is in contact with the end of the tube .

9. Valve according to claim 6, characterized in that the tubes have the same outside diameter so.

to receive adjacent ends of a flexible tube (38).