FR2541415A1 - Bague d'etancheite de plaque a orifice pour clapet de non-retour a fermeture regulee - Google Patents

Abstract

CE CLAPET DE NON-RETOUR COMPREND UN CORPS 40 DANS LEQUEL SONT FORMES DES PASSAGES D'ENTREE ET DE SORTIE 46, 48 ET UNE CHAMBRE CYLINDRIQUE DONT L'AXE FAIT UN ANGLE DE 45 AVEC L'AXE DE CES PASSAGES, ET QUI EST DIVISEE PAR UNE PLAQUE 54 A ORIFICE EN UNE CHAMBRE D'AMORTISSEMENT 52 DONT LE SOMMET EST RELIE PAR UN CONDUIT 64 AU PASSAGE DE SORTIE ET DANS LAQUELLE EST MONTE UN PISTON 56, ET UNE CHAMBRE 50 DE CLAPET DANS LAQUELLE UN SIEGE 47 EST FORME ENTRE LES PASSAGES D'ENTREE ET DE SORTIE. LA TIGE 58 DU PISTON TRAVERSE LA PLAQUE ET PORTE A SON EXTREMITE UN OBTURATEUR 62 QUI COOPERE AVEC LE SIEGE POUR OUVRIR ET FERMER LE CLAPET. DEUX PASSAGES EN PARALLELE SONT FORMES A TRAVERS LA PLAQUE, L'UN DE CES PASSAGES ETANT FERME PAR UN ORGANE D'ETANCHEITE 92 LORSQUE LA DIFFERENCE DE PRESSION ENTRE LA CHAMBRE D'AMORTISSEMENT ET LA CHAMBRE DE CLAPET DEPASSE UNE VALEUR PREDETERMINEE.

Description

La présente invention se rapporte à des clapets de non retour qui peuvent

être utilisés dans des canalisations de fluide, par exemple dans des canalisations d'amenée d'eau

d'alimentation pour des générateurs de vapeur, afin d'empê-

cher un écoulement inverse tant soit peu important de l'eau d'alimentation en provenance du générateur dans le cas d'une

réduction anormale de la pression régnant dans la canalisa-

tion d'eau d'alimentation.

Dans de nombreuses installations industrielles, il est important d'empêcher une inversion du sens d'écoulement dans les canalisations de fluide en cas de perte ou de réduction de pression C'est par exemple le cas des canalisations d'eau

d'alimentation dans les dispositifs de production de vapeur.

Pour empêcher l'endommagement du générateur de vapeur et des

pompes qui alimentent le générateur de vapeur en eau d'alimen-

tation, il est important d'éviter tout écoulement inverse à

partir du générateur de vapeur en direction de la ou des pom-

pes dans le cas o il se produit une chute de pression dans

la canalisation d'eau d'alimentation, chute qui peut être pro-

voquée, par exemple, par la panne d'une ou de plusieurs des pompes d'alimentation ou par une rupture de la canalisation d'amenée d'eau d'alimentation A moins que des moyens ne soient prévus pour répondre rapidement à toute tendance à

l'écoulement inverse, de sérieux dégâts peuvent être occasion-

nés, soit-au générateur de vapeur, soit aux pompes d'alimen-

tation Des clapets de non retour, tels que ceux décrits dans le brevet US N O 4 046 164 sont habituellement utilisés pour assurer cette protection Comme décrit dans ce brevet, de tels

clapets sont composés d'un obturateur, commandé par un amor-

tisseur à piston, qui est maintenu ouvert par la pression de fluide lorsque l'écoulement s'effectue dans le sens normal

et à la pression normale Cependant, toute baisse significa-

tive de pression à l'orifice d'entrée du clapet est détectée

par celui-ci et provoque sa fermeture automatique pour empê-

cher tout écoulement inverse Bien qu'il soit souhaitable que de tels clapets répondent rapidement à une telle baisse de pression, il est également important que la vitesse de fermeture soit limitée pour empêcher que le clapet ne heurte trop violemment son siège en risquant d'endommager soit le clapet, soit le siège, soit les deux après une ou plusieurs opérations de fermeture En outre, une fermeture incontrôlée du clapet à une vitesse trop élevée peut également provoquer des surpressions dommageables dues à un "coup de bélier" Un

temps de fermeture de l'ordre d'une seconde assure cette pro-

l O tection nécessaire contre un écoulement inverse tout en empê-

chant des chocs d'une intensité excessive sur le siège de clapet ainsi que des surpressions L'amortisseur à piston est prévu pour régler la vitesse de fermeture afin d'empêcher un tel choc, tout cela comme décrit dans le brevet des EUA

No 4 046 164.

Dans le clapet décrit dans ce brevet, l'échappement du

fluide hors de la chambre de l'amortisseur à piston s'effec-

tue principalement par un espace annulaire ou jeu prévu entre la plaque à orifice et la tige de piston de l'amortisseur, ou

par des passages spéciaux qui traversent la plaque à orifice.

Dans les deux cas, le passage d'écoulement de fluide a une

section de passage constante et il est dimensionné pour assu-

rer le temps de fermeture requis, c'est-à-dire de l'ordre d'une seconde, dans les conditions les plus extrêmes, à savoir une rupture de canalisation susceptible de provoquer une perte complète de pression dans la canalisation d'amenée d'eau d'alimentation en amont du clapet On comprendra que, dans ces conditions, la différence de pression appliquée à la plaque à

orifice de l'amortisseur à piston est maximale.

L'un des problèmes rencontrés dans un tel clapet compor-

tant une section de passage constante est que, lorsque des

conditions moins extrêmes sont rencontrées, c'est-à-dire lors-

qu'il y a une baisse moins importante de la pression de la canalisation d'eau d'alimentation, un tel clapet peut mettre un temps excessivement long pour se fermer Un autre problème rencontré avec de tels clapets, en particulier les clapets qui utilisent un espace libre déterminé entre la tige de piston et la plaque à orifice réside en ce que l'espace libre peut être réglé convenablement pour les clapets de grand diamètre, tels que ceux de 30,48 cm et plus de diamètre, mais que, pour les clapets de plus petit diamètre, au-dessous de cette taille, il est difficile de régler un tel espace libre avec un degré

de précision suffisant pour assurer le degré requis d'unifor-

mité des performances d'un clapet à un-autre.

Par conséquent, afin d'éviter les problèmes posés par les

clapets de la technique antérieure, tels que ceux décrits ci-

dessus, l'invention a pour but de réaliser un clapet qui réagisse dans des conditions variables de baisse de pression, de façon à assurer des temps de fermeture convenables pour tous les différents degrés de réduction de la pression en amont du clapet, et qui supprime les problèmes de réglage des dimensions et de la section de passage des clapets de la technique antérieure en ce qui concerne les clapets de petit diamètre.

Pour parvenir à ces résultats, on dispose un joint d'étan-

chéité sensible à la pression dans la plaque à orifice, entre

celle-ci et la tige de piston Comme dans les clapets clas-

siques, un espace libre est laissé entre la tige de piston et

la plaque à orifice et, en outre, un second passage de dimen-

sions appropriées est formé dans la plaque à orifice pour fournir un passage d'écoulement supplémentaire permettant au fluide de s'écouler hors de l'amortisseur à piston pendant le cycle de fermeture Comme on le décrira ci-après, le joint

d'étanchéité est sensible à la pression et, dans les condi-

tions extrêmes de différence de pression entre les côtés opposés du clapet, telles que celles qui se produiraient en cas de rupture complète de la canalisation en amont du clapet, le joint d'étanchéité est actionné par la pression de façon à fermer pratiquement complètement l'espace libre entre la tige de piston et la plaque à orifice de sorte que, dans de telles conditions, le fluide ne peut s'écouler hors de l'amortisseur à piston que par le passage supplémentaire formé dans la plaque à orifice, passage qui est dimensionné pour produire le temps de fermeture convenable dans de telles conditions extrêmes Si, d'autre part, une baisse de pression moins brutale se produit en amont du clapet, comme par exemple en cas de panne de l'une des pompes d'une batterie comportant plusieurs pompes d'alimentation, la différence de pression à travers la plaque à orifice est plus faible, et insuffisante pour actionner le joint d'étanchéité entre la tige de piston

et la plaque à orifice, laissant ainsi un passage supplémen-

taire pour l'écoulement du fluide hors de l'amortisseur à pis-

ton Par conséquent, dans de telles conditions moins sévères de baisse de pression, le passage d'écoulement supplémentaire

permet au clapet de se fermer dans le temps requis.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

ressortiront de la description qui va suivre donnée à titre

d'exemple non limitatif, et en regard des dessins annexés, sur lesquels: La Fig l est une représentation schématique d'un réseau d'alimentation en eau pour un générateur de vapeur dans lequel

on peut utiliser des clapets faisant application de la présen-

te invention; La Fig 2 est une vue en coupe droite d'un clapet faisant application de la présente invention; La Fig 3 A est une vue, à plus grande échelle, de la tige de piston et de la plaque à orifice montrant des détails de l'agencement du joint d'étanchéité dans sa position normale ou non actionnée; La Fig 3 B est une vue schématique, à plus grande échelle, de la tige de piston et de la plaque à orifice montrant les détails de l'agencement du joint d'étanchéité-dans sa position actionnée; La Fig 4 est une vue en plan de dessus de la bague d'étanchéité utilisée dans la présente invention; La Fig 5 est un graphique représentant le temps de fermeture d'un clapet utilisant la présente invention à la fois dans les conditions extrêmes de chute de pression et dans des conditions moins sévères de baisse de pression dans la canalisation de-fluide en amont du clapet; et Les Fig 6 A et 6 B sont des vues schématiques/ à plus

grande échelle, montrant les détails d'une variante de réalisa-

tion du joint d'étanchéité dans ses positions, non actionnée

et actionnée, respectivement.

On a représenté sur la Fig 1 un générateur 10 de vapeur qui reçoit de l'eau d'alimentation d'une canalisation 12 dans laquelle est monté, au voisinage immédiat du générateur, un clapet de non retour 34 du type décrit ici La canalisation 12 est alimentée par les canalisations de refoulement 14, 16 et 18 d'une batterie de pompes 20, 22 et 24 dont les côtés d'aspiration sont raccordés à une canalisation 26 qui est reliée à une source d'eau d'alimentation Des clapets de non retour 28, 30 et 32, également du type décrit ici, peuvent être montés respectivement dans les canalisations 14, 16 et

18 Il est essentiel que les clapets 34, 28, 30 et 32 se fer-

ment relativement rapidement, dans le temps requis, de l'ordre d'une seconde Dans le cas d'une rupture de canalisation en amont des clapets, un écoulement inverse excessif dans la canalisation 12 ou dans les canalisations 14, 16 et 18 aurait non seulement pour effet d'accélérer la perte de la pression

de vapeur produite par le générateur de vapeur,mais il pour-

rait également endommager le générateur de vapeur De même,

un écoulement inverse excessif dans l'une quelconque des cana-

lisations 14, 16 et 18 pourrait endommager gravement les pompes qui alimentent les canalisations Cependant, le réseau d'alimentation en eau représenté peut être l'objet d'une baisse de pression qui est moins grave que celle qui serait provoquée par une rupture complète d'une canalisation, comme ceci peut se produire, par exemple, si l'une des pompes 20, 22 et 24 tombe en panne, ce qui provoque alors une baisse de pression mais non la disparition complète de la pression dans la canalisation 12 Avec, dans la plaque à orifice, un passage à section fixe, les clapets 28, 30, 32 et 34 pourraient dans de telles conditions ne pas répondre suffisamment rapidement

pour empêcher un écoulement inverse important dans la canali-

sation 12 et dans celle, quelle qu'elle soit, des canalisa-

tions 14, 16 et 18 partant de la pompe en panne Si, par exemple, la pompe 20 vient à tomber en panne, du fait de l'inertie de ses pièces mobiles, la pompe ne s'arrêtera pas brusquement mais elle continuera de produire une pression de refoulement allant en diminuant pendant une certaine période de temps après la panne Ainsi, la pression régnant dans les canalisations 12 et 14 diminuera progressivement et, de même, si le clapet 28 comporte un passage d'écoulement de dimen- sions constantes à travers la plaque à orifice, et est conçu

pour agir en réponse à une chute de pression abrupte et impor-

tante, il ne répondra pas assez rapidement pour empêcher un

écoulement de retour important à travers la pompe 20 en pro-

l O venance de la canalisation 12 et des canalisations de refou-

lement 16 et 18 des pompes 22 et 24.

La Fig 2 représente un clapet mettant en oeuvre la présente invention, lequel comporte un corps 40 ayant des

parties d'entrée et de sortie 43 et 44 et une partie de cha-

peau 42 qui s'étend à partir des parties d'entrée et de sortie à un angle d'approximativement 45 degrés par rapport à l'axe du passage d'entrée 46 et du passage de sortie 48 qui sont respectivement formés dans la partie d'entrée 43 et dans la partie de sortie 44 Les passages d'entrée et de sortie 46

et, respectivement, 48 sont séparés par un siège 47 de clapet.

Une chambre de forme cylindrique est formée dans la par-

tie de chapeau 42, l'axe de cette chambre faisant un angle

d'approximativement 45 degrés avec les axes des passages d'en-

trée et de sortie 46 et 48 La chambre cylindrique-formée dans la partie de chapeau 42 est divisée en une chambre de clapet inférieure 50 et une chambre 52 d'amortisseur à piston par un dispositif 54 formant une plaque à orifice Un piston 56 est monté dans la chambre 52 d'amortisseur dans laquelle il peut

se déplacer en va-et-vient et il comporte une tige 58 de pis-

ton qui s'étend à partir de sa face inférieure et traverse une ouverture formée dans la plaque 54 à orifice L'extrémité inférieure de la tige de piston s'étend dans la chambre 50 et un élément obturateur 62 est monté sur cette extrémité à l'intérieur de la chambre 50 Un conduit d'égalisation 64 s'étend entre la chambre 52 d'amortisseur, au-dessus du piston 56, et le passage de sortie 48 pour assurer que la pression qui règne dans le passage 48 est constamment

appliquée à la surface supérieure du piston 56.

Une bague de retenue 66 est reçue dans une rainure an-

nulaire formée dans la paroi cylindrique à l'extrémité in-

férieure de la partie de chapeau 42 La plaque 54 à orifice est composée d'une plaque inférieure 68 et d'une plaque su-

périeure 70 qui sont fixées entre elles par un certain nom-

bre de boulons disposés en cercle dont deux ont été repré-

sentés et sont désignés par la référence 72 Les extrémités filetées des boulons font saillie hors de la plaque à orifice inférieure 68 dans un dégagement circonférentiel qui y est formé et elles sont vissées dans une bague de blocage 74 de façon ainsi à serrer la bague de retenue 66 entre la plaque

inférieure 68 et la bague de blocage 74.

Comme représenté sur les fig 3 A et 3 B auxquelles on se référera et qui montrent les détails de l'ajustement et de l'agencement d'étanchéité entre la plaque 54 à orifice et la

tige 58 de piston, la plaque inférieure 68 comporte un alé-

sage primaire 76 et un contre-alésage 78 dont chacun s'étend

à peu près sur la moitié de l'épaisseur de la plaque infé-

rieure 68 Un épaulement annulaire 77 est formé entre le sommet de l'alésage 76 et la base du contre-alésage 78 et cet épaulement lui-même est formé sur un alésage dont le diamètre est plus grand que celui de l'alésage 76 mais plus petit que

celui du contre-alésage 78 Une surface annulaire 80, s'éten-

dant radialement, d'appui de joint d'étanchéité est formée

entre l'alésage primaire 76 et l'épaulement 77 La plaque su-

périeure 70 comporte une partie de col annulaire saillante 82

qui, lorsque la plaque-70 est fixée à la plaque 68, fait sail-

lie dans l'espace annulaire formé entre le contre-alésage 78 et la tige 58 de piston Le rayon de l'alésage primaire 76 est tel qu'un jeu ou espace libre est laissé entre l'alésage et la tige 58 formant ainsi la partie inférieure d'un passage annulaire 86 pour l'écoulement de fluide entre les parois de l'alésage 76 et la tige 58 La partie de col saillante 82 comporte un alésage intérieur 84 qui a approximativement le même rayon que l'alésage 76 pour délimiter, avec la tige 58, la partie supérieure du passage annulaire 86 de sorte qu'un passage annulaire composite 86 est formé entre les alésages

76 et 84, d'une part, et la tige 58, d'autre part, pour per-

mettre le passage de fluide entre la chambre 52 d'amortis-

seur à piston et la chambre 50 de clapet Le rayon extérieur de la partie de col 82 a une dimension telle qu'il forme un passage annulaire 88 entre le contre-alésage 78 et la surface extérieure de la partie de col 82 Une série d'ouvertures 90 disposées en cercle traversent la plaque à orifice supérieure et communiquent avec l'espace annulaire 88 pour mettre la

partie inférieure de la chambre 52 d'amortisseur en communi-

cation avec le passage annulaire 88 La dimension axiale de

la partie de col 82 est telle qu'il est formé entre la sur-

face d'extrémité inférieure de la partie de col 82, la sur-

face d'appui 80, l'épaulement 77 et le contre-alésage 78 un espace annulaire qui sert à recevoir une bague d'étanchéité 92 et qui débouche dans le passage annulaire 86 Un passage 94 s'étend à travers la plaque supérieure 70 et à travers la plaque inférieure 68 pour fournir un passage supplémentaire

pour l'écoulement du fluide entre les chambres 50 et 52.

Nous référant à la fig 2, en service, lorsque l'écou-

lement dans l'orifice d'entrée du clapet est normal et que la pression en amont est normale, la pression qui agit contre l'obturateur 62 a pour effet de le soulever dans la position représentée Etant donné que la chambre 52 et la chambre 50 communiquent entre elles par l'intermédiaire des passages 86 et 94, les pressions qui règnent dans les deux chambres sont égales et, de ce fait, la seule force qui s'oppose à

l'ouverture du clapet (en plus de la gravité) est la pres-

sion qui règne dans la chambre 52 au-dessus du piston 56.

Etant donné que la chambre au-dessus du piston est raccordée à la sortie à un point situé en aval de l'obturateur 62, la pression appliquée à la surface supérieure du piston 56 est

inférieure à la pression appliquée au-dessous de l'obtura-

teur 62 et le clapet est, par conséquent, maintenu dans la

position grand-ouverte dans les conditions normales d'écou-

lement et de pression Dans le cas d'une baisse de pression dans la canalisation d'eau d'alimentation en amont du clapet, provoquée par une rupture de canalisation ou par la panne d'une ou de plusieurs pompes, la pression régnant du côté sortie du clapet peut être supérieure à la pression régnant du côté amont du clapet, ce qui se traduit par une tendance à un écoulement inverse à travers le clapet Cependant, dans

un tel cas, étant donné que la pression régnant dans l'ori-

fice de sortie du clapet est appliquée au sommet du piston 56 et que la pression régnant dans l'orifice d'entrée du clapet au-dessous de l'obturateur 62 est inférieure à la pression de l'orifice de sortie, le clapet se ferme sous

l'influence de la pression qui règne dans la chambre 52 au-

dessus du piston 56 et du poids des éléments Lorsque le piston 56 et l'obturateur 62 sont repoussés vers le bas, un écoulement de fluide est refoulé hors de la chambre 52

d'amortisseur à piston, au-dessous du piston, dans la cham-

bre 50, soit seulement par le passage 94 formé dans la pla-

que à orifice ou bien selon les conditions de pression, à

la fois par le passage 94 et par le passage annulaire 86.

Comme représenté sur la fig 4, la bague d'étanchéité

92 peut être un segment de piston classique, à section trans-

versale rectangulaire et à extrémités sectionnées, dont les extrémités sont écartées l'une de l'autre d'une distance

suffisante pour permettre au segment de fléchir sous l'in-

fluence des pressions auxquelles il est soumis Le segment ou bague d'étanchéité peut être fabriqué en acier inoxydable pour minimiser la corrosion et la surface d'appui 80 de bague d'étanchéité peut être revêtue ou incrustée d'une matière à faible frottement, telle que de la "Stellite 21 " pour réduire au minimum le frottement entre la bague et sa

surface d'appui Le diamètre de la bague 92, dans sa condi-

tion libre, telle que représentée sur la fig 4, est tel

que, dans les conditions d'écoulement normales dans la ca-

nalisation, telles que représentées sur'la fig 3 A, la bague est soumise à une légère tension de façon à être fermement en appui contre l'épaulement 77 afin de maintenir la bague centrée par rapport à la tige 58, de façon à maintenir ainsi un espace libre uniforme entre la bague et la tige dans

cette condition.

Lorsqu'il se produit une baisse importante de pression

en amont, provoquée par exemple par une rupture de canali-

sation, la différence de pression entre le dessus du piston

et le dessous de l'obturateur 62 et entre la chambre 52 au-

dessous du piston 56 et la chambre 50 est maximale La pres-

sion relativement élevée qui règne dans la chambre 52 au-

dessous du piston est immédiatement transmise à la chambre

annulaire 88 et appliquée à la surface périphérique exté-

rieure de la bague d'étanchéité 92 Etant donné que le pas-

sage annulaire 86 et le passage 94 sont quelque peu étran-

glés par rapport à la surface radiale du passage 88, la pression qui est appliquée à la surface intérieure de la bague est approximativement celle qui règne dans la chambre de sorte que, dans de telles conditions, la bague est contrainte de se fermer ou de se contracter jusqu'au point o elle vient en appui étanche contre la surface extérieure de la tige 58 de piston, comme représenté sur la fig 3 B, pour obturer le passage annulaire 86 Ainsi, la totalité du fluide contenu dans la chambre 52 au- dessous du piston doit être évacuée uniquement par le passage 94 Comme expliqué ci-dessus, ce passage a été dimensionné pour produire un

temps de fermeture de l'ordre d'une seconde dans des condi-

tion de différence de pression élevée.

Si, d'autre part, la chute de pression en amont du clapet est moins forte ou se produit plus lentement, par exemple, si elle est provoquée par la panne d'une des pompes,

la différence de pression entre les deux côtés de l'ensem-

ble piston-clapet est moindre et la pression qui règne dans la chambre 52 au-dessous du piston est insuffisante pour

provoquer la contraction de la bague 92 à partir de la con-

dition représentée sur la fig 3 A Dans ces conditions, le fluide s'écoule depuis la partie inférieure de la chambre 52 jusqu'à la chambre 50 à la fois par le passage 94 et par

le passage annulaire 86, ce qui permet au clapet de se fer-

mer beaucoup plus rapidement qu'il ne le ferait s'il

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n'était prévu qu'un seul passage à travers la plaque à

orifice dont les dimensions seraient conçues pour permet-

tre un temps de fermeture d'une seconde dans les conditions

plus graves de rupture de canalisation.

La fig 5 est un graphique qui représente les carac- téristiques de fermeture d'un clapet qui met en oeuvre la présente invention dans des conditions de contre-pression

différentielle élevée et dans des conditions plus modérées.

La courbe A représente les caractéristiques de fermeture

dans les conditions de contre-pression les plus graves pro-

voquées par une rupture de canalisation amont lorsque la contre-pression différentielle élevée provoque l'obturation par la bague d'étanchéité 92 du passage annulaire 86 Dans de telles conditions, le clapet parvient à une condition fermée en approximativement une seconde La courbe B, d'autre part, représente les caractéristiques de fermeture du clapet lorsque les conditions de pression différentielle sont plus modérées et que la différence de pression n'est, par conséquent, pas suffisante pour provoquer la fermeture par la bague d'étanchéité 92 du passage 86 de sorte que le fluide provenant de la partie inférieure de la chambre 52

s'écoule à la fois par le passage 86 et par le passage 94.

Dans ces conditions, comme représenté, le clapet se ferme en approximativement deux secondes, ce qui est un temps de

fermeture acceptable.

Dans une installation telle que celle représentée sur

la fig 1, dans laquelle le clapet 34 est disposé à proxi-

mité du générateur de vapeur et les clapets 28, 30 et 32 sont disposés à proximité des orifices de refoulement des pompes, on comprendra que le clapet 34 est celui qui est

le plus susceptible d'être exposé à la condition de contre-

pression différentielle importante provoquée par une rup-

ture de canalisation D'autre part, les clapets 28, 30 et

32 sont davantage susceptibles d'être exposés aux condi-

tions de contre-pression plus modérées Cependant, étant donné que le clapet de la présente invention produit des temps de fermeture appropriés dans les deux conditions, on

peut utiliser un tel clapet dans les deux applications.

Comme précédemment mentionné, dans les clapets de petit diamètre, les dimensions de l'espace libre annulaire entre

la tige de piston et la plaque à orifice deviennent si peti-

tes qu'il n'est pas possible de régler ces dimensions avec

une précision suffisante pour produire des passages de dimen-

sions uniformes d'un clapet à un autre Naturellement, on pourrait fabriquer les clapets de petit diamètre conformément à la Fig 2 du brevet des EUA No 4 046 164 suivant laquelle le passage de la tige de piston à travers la cloison ou plaque

à orifice est toujours maintenu étanche par des bagues d'étan-

chéité et le fluide ne peut s'écouler depuis l'amortisseur à piston jusqu'à la chambre inférieure que par des passages percés dans la plaque à orifice et dont les dimensions peuvent être établies avec précision Cependant, l'emploi de telles bagues qui sont constamment en appui étanche contre la tige de piston introduit des complications en ce qui concerne les performances du clapet, en particulier lorsque des matières étrangères sont présentes, de telles matières ayant tendance

à se loger-entre la tige de piston et la plaque à orifice.

Dans un clapet utilisant la présente invention, le passage annulaire ou intervalle 86 laissé entre la tige de piston et la plaque à orifice peut avoir des dimensions suffisantes pour éliminer ce problème étant donné que ce passage sera fermé par la bague d'étanchéité 92 dans les conditions de chute de pression extrême Dans des conditions de baisse de pression plus modérée, le passage 86 sera ouvert et il aura des dimensions telles qu'en combinaison avec le passage 94 il

produira un temps de fermeture raisonnable.

Sur les Fig 6 A et 6 B, qui représentent un autre mode de réalisation de la présente invention, on a désigné les éléments semblables à ceux du mode de réalisation des Fig 2, 3 A, et 3 B par les mêmes références que celles utilisées dans ces figures pour désigner les éléments correspondants Dans cette variante de réalisation, une ouverture 98 quelque peu agrandie est formée dans la plaque à orifice-54 à travers laquelle la tige de piston passe avec un'fort jeu entre la chambre 52 et la chambre-50 Un élément d'étanchéité 100 du type manchon flexible relativement mince comportant une ouverture 102 est disposé dans l'ouverture 98 La partie formant joint est constituée par un prolongement tubulaire 106 dont le diamètre

extérieur est dimensionné de façon à ménager un espace annu-

laire 108 s'étendant axialement entre l'élément 100 et l'ou- verture traversante 98 de la plaque à orifice La base ou partie inférieure de l'élément d'étanchéité 100 est fixée en 104 à la plaque 54 à orifice pour empêcher l'écoulement du

fluide à travers le passage 108 L'ouverture 102 est dimen-

sionnée pour fournir un passage annulaire 110 de dimensions réduites entre l'intérieur de l'élément d'étanchéité et la tige 58 lorsque l'élément d'étanchéité est à l'état détendu.

Comme dans le cas du mode de réalisation représenté sur les Fig 2, 3 A et 3 B, il est formé un passage en parallèle à

travers la plaque à orifice, comme représenté en 94.

Sur la Fig 6 A, l'élément d'étanchéité 100 est représenté

dans l'état détendu, qu'il aurait dans des conditions de dif-

férence de pression modérée entre les faces opposées de la plaque 54 à orifice Dans ces conditions, le passage annulaire 110 serait ouvert et le fluide s'écoulerait par le passage aussi bien que par le passage 94, produisant ainsi un

temps de fermeture approprié dans de telles conditions de dif-

férence de pression modérées Si, cependant, la différence de pression entre les faces opposées de la plaque à orifice est

plus élevée, la pression régnant dans la chambre 52 est trans-

mise au passage annulaire 108 entourant le prolongement tubu-

laire 106 Cette différence de pression élevée provoque la déformation du prolongement tubulaire 106 et son application

contre la périphérie de la tige 58 de piston et ainsi l'obtu-

ration du passage annulaire 110, comme représenté sur la Fig. 6 B Ainsi, dans ces conditions, le seul passage disponible pour le fluide quittant la chambre 52 est le passage 94 qui est dimensionné pour produire le temps de fermeture approprié

pour de telles conditions rigoureuses.

Si désiré, on peut former des fentes s'étendant axiale-

ment dans le prolongement tubulaire 106, ces fentes s'étendant

axialement depuis-un point proche de la base ou partie infé-

rieure élargie de l'élément d'étanchéité 100 jusqu'à son extrémité supérieure -De telles fentes donnent à l'élément d'étanchéité une plus grande flexibilité, ce qui permet une plus grande souplesse de conception pour l'adapter à diverses valeurs de différence de pression Cependant, avec ou sans les fentes, l'élément d'étanchéité est conçu pour se resserrer

autour de la tige 58 sous une différence de pression prédéter-

minée, et pour rester dans son état détendu, tel que représen-

té sur la Fig 6 A, pour les différences de pression inférieures

à ladite différence de pression prédéterminée.

On doit noter que, bien que le passage 94 des Fig 3 A, 3 B, 6 A et 6 B représente un moyen commode, employé de préférence pour commander la vitesse de fermeture du clapet lorsque le joint d'étanchéité actionné par la pression entre la plaque à orifice et la tige de piston est fermé, on peut concevoir une variante-de réalisation dans laquelle le passage 94 peut être omis Dans une telle variante, il serait formé, entre la tige de piston et la plaque à orifice, un passage annulaire ayant, en section, des dimensions suffisantes pour permettre une vitesse de fermeture appropriée dans les conditions de pression différentielle modérées décrites ci-dessus La bague 92 pourrait comporter un certain nombre d'évidements espacés , dont deux sont représentés par des lignes en pointillé sur la Fig 4, ou d'autres passages pourraient être formés

à travers l'épaisseur axiale de la bague Ainsi, sous des dif-

férences de pression modérées, alors que la bague est dans la

condition représentée sur la Fig 3 A, le passage 86 non étran-

glé permettrait un écoulement suffisant pour produire un temps de fermeture approprié Dans les conditions plus rigoureuses décrites cidessus, la bague serait contractée en contact avec la tige de piston et l'écoulement par le passage 86 serait limité à celui qui pourrait passer par les évidements 120 ou autres passages formés à travers la bague On comprendra qu'un agencement semblable pourrait être utilisé en combinaison avec l'élement d'étanchéité 100 des Fig 6 A et 6 B.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Clapet de non-retour ( 28, 30, 32, 34) comprenant un corps ( 40) ayant des passages d'entrée et de sortie ( 46, 48) et une chambre cylindrique formée dans le corps, l'axe de cette chambre faisant un angle avec l'axe des passages d'entrée et de sortie, une plaque ( 54) à orifice disposée dans la chambre cylindrique qu'elle divise en une chambre ( 52) d'amortisseur à piston et une chambre ( 50) de clapet, laquelle est en communication avec les passages d'entrée et de sortie, un siège ( 47) disposé dans la chambre de clapet et séparant le passage d'entrée du passage de sortie, un obturateur ( 62) monté de manière à pouvoir se déplacer en va-et-vient dans la chambre de clapet entre une position d'ouverture du clapet et une position de fermeture du clapet dans laquelle l'obturateur est en appui contre le siège, un

piston ( 56) monté de manière à pouvoir se déplacer en va-et-

vient dans la chambre d'amortisseur à piston, une tige ( 58) de piston traversant une ouverture formée dans la plaque à orifice et reliant l'obturateur au piston, des moyens ( 64) pour appliquer la pression qui règne dans le passage de sortie au piston afin de repousser le piston et l'obturateur en direction de la position de fermeture du clapet lorsque la pression régnant dans le passage d'entrée est réduite, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens formant passage

< 86, 94; 110, 94) ménagés dans la plaque à orifice pour per-

mettre l'écoulement du fluide entre la chambre ( 52) d'amor-

tisseur à piston et la chambre ( 50) de clapet, des moyens

d'étanchéité ( 92; 100) actionnés par une pression et sen-

sibles à la différence de pression entre la chambre ( 52) d'amortisseur à piston et la chambre ( 50) de clapet pour obturer une partie des moyens formant passage-lorsque la

différence de pression dépasse une valeur prédéterminée.

2. Clapet de non-retour selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que les moyens formant passage sont composés d'au moins deux passages d'écoulement en parallèle ( 86, 94; , 94) dont l'un ( 86; 110) est fermé par les moyens d'étanchéité ( 92; 100) actionnés par la pression lorsque

la différence de pression précitée dépasse une valeur pré-

déterminée.

3. Clapet de non-retour selon la revendication 2, ca-

ractérisé en ce que l'un ( 86; 110) des passages d'écoule-

ment est constitué par un espace libre annulaire formé entre la tige ( 58) de piston et la paroi de l'ouverture de la plaque ( 54) à orifice et en ce que les moyens d'étanchéité sont constitués par un organe d'étanchéité ( 92; 100) porté par la plaque ( 54) à orifice et agencé de manière à obturer ledit passage d'écoulement en réponse à une différence de

pression de la valeur prédéterminée.

4. Clapet de non-retour selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité est un organe annulaire contractable ( 92; 100) qui entoure la tige ( 58) de

piston et qui, sous l'action de différences de pression tmo-

dérées entre les faces opposées de la plaque ( 54) à orifice,

établit un passage annulaire ( 86; 110) entre cet organe an-

nulaire et la tige, cet organe coopérant avec des moyens

( 88, 90; 108) servant à appliquer la pression de l'amortis-

seur à piston à la surface extérieure de l'organe annulaire,

cet organe annulaire étant conçu pour obturer le passage an-

nulaire lorsque la pression qui règne dans l'amortisseur dé-

passe une valeur prédéterminée.

5. Clapet de non-retour selon la revendication 4, ca-

ractérisé en ce que l'organe d'étanchéité annulaire est une bague ( 92) montée dans une rainure formée dans la paroi de

l'ouverture qui traverse la plaque ( 54) à orifice.

6. Clapet de non-retour selon la revendication 4, ca-

ractérisé en ce que l'organe d'étanchéité est un manchon ( 100) déformable monté dans l'ouverture ( 98) qui traverse la

plaque ( 54) à orifice.

7. Clapet de non-retour selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que les moyens formant passage sont consti-

tués par un espace libre ( 86; 110) annulaire formé entre la tige de piston et la paroi de l'ouverture de-la plaque à orifice et en ce que les moyens d'étanchéité sont constitués par un organe annulaire ( 92; 100;) porté par la plaque à orifice et conçu de manière à produire un étranglement de l'espace libre annulaire en réponse à une différence de

pression de la valeur prédéterminée.

8. Clapet de non-retour selon la revendication 7, ca-

ractérisé en ce que l'organe annulaire est une bague montée dans une rainure formée dans la paroi de l'ouverture qui traverse la plaque à orifice, cette bague étant traversée

par des passages s'étendant axialement.

9. Clapet de non-retour selon la revendication 7, ca-

ractérisé en ce que l'organe d'étanchéité est un manchon déformable monté dans l'ouverture formée dans la plaque à

orifice, ce manchon étant traversé par des passages s'éten-

dant axialement.