FR2793864A1

FR2793864A1 - Clack valve has hollow rod forming windows and allowing fluid circulation between interior and exterior

Info

Publication number: FR2793864A1
Application number: FR9905619A
Authority: FR
Inventors: Patrick Anthoine
Original assignee: Parker Hannifin SA
Current assignee: Parker Hannifin SA
Priority date: 1999-04-29
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 2000-11-24

Abstract

Clack valve comprises head (2) and rod (4) having a polygonal section and bore with diameter superior to interior diameter of polygon for at least part of its length. When the valve is opened, the fluid can circulate between interior and exterior through windows, allowing a greater flow to pass through the valve than in the space between valve and body.

Description

La présente invention concerne un clapet destinéà être utilisé dans un circuit pneumatique ou hydraulique. The present invention relates to a valve for to be used in a pneumatic or hydraulic circuit.

L'invention concerne tout type de clapet tel par exemple des clapets de coupleur, des clapets anti-retour, des clapets de décharge, etc.... Toutefois, elle s'applique de préférenceà un clapet qui, en position ouverte, permet un débit de fluide élevé. The invention relates to any type of valve such as for example coupler valves, check valves, discharge valves, etc .... However, it preferably applies to a flapper which, in the open position, allows a high fluid flow.

Un clapet comporte une tête qui coopère avec un siège pour permettre de réaliser une fermeture étanche au niveau du siège.Il comporte également une tige pour permettre le guidage du clapet lors des opérations d'ouverture et de fermeture et qui sert égalementà transmettreà la tête du clapet une commande d'ouverture et/ou de fermeture. A valve has a head which cooperates with a seat to allow sealing at the seat. It also includes a rod for guiding the valve during the opening and closing operations and which also serves to to to the flap head an opening and / or closing command.

La plupart des clapets connus présentent une tête en forme de disque et une tige cylindrique de section circulaire. Pour permettre le passage de fluide lorsque le clapet est ouvert, des évidements longitudinaux sont réalisés sur la surface extérieure pour permettre un bon débit. La plupart des clapets connus sont réalisés en une seule pièce. Ils peuvent être réalisés par usinage ou, lorsque des formes complexes favorisant un bon débit doivent être données, on peut alors avoir recoursà des pièces moulées, par exemple en matière synthétique. Most known valves have a disc-shaped head and a cylindrical rod of circular section. To allow the passage of fluid when the valve is open, longitudinal recesses are made on the outer surface to allow a good flow. Most known valves are made in one piece. They can be made by machining or, when complex forms favoring a good flow must be given, then we can use to molded parts, for example synthetic material.

Le problème techniqueà l'origine de la présente invention est de fournir un clapet qui permette bien entendu d'assurer la fermeture d'un orifice mais aussi de laisser passer un flux de fluide important en position ouverte du clapet. The technical problem to at the origin of the present invention is to provide a valve which allows of course to ensure the closure of an orifice but also to let a large fluid flow in the open position of the valve.

A cet effet, l'invention propose un clapet destinéà un circuit pneumatique ou hydraulique comportant une tête de clapet et une tige caractérisé en ce que la tige présente au moins localement une section transversale polygonale, en ce que la tige comporte un alésage axial débouchant du côté opposéà la tête du clapet et en ce que le diamètre de l'alésage axial est localement, au niveau d'une zone de la tige de section polygonale, d'un diamètre supérieur au diamètre du cercle inscrit dans la section polygonale. A With this effect, the invention proposes a valve intended to to a pneumatic or hydraulic circuit comprising a valve head and a rod characterized in that the rod has at least locally a polygonal cross section, in that the rod has an axial bore opening on the opposite side to the valve head and in that the diameter of the axial bore is locally, at a zone of the rod of polygonal section, with a diameter greater than the diameter of the circle inscribed in the polygonal section.

Le fait que l'alésage axial soit localement d'un diamètre supérieur au diamètre du cercle inscrit dans la section polygonale permet de réaliser des fenêtres dans la paroi de la tige de clapet. Le fluide peut alors passer par ces fenêtres et circulerà l'intérieur de la tige de clapet. Pour une tige de section carrée, cette forme de réalisation a permis d'obtenir des débits de fluide supérieurs de30% aux débits de fluide constatés avec des soupapes de l'art antérieur de même dimension et utilisées dans les mêmes conditions. The fact that the axial bore is locally of a diameter greater than the diameter of the circle inscribed in the polygonal section makes it possible to make windows in the wall of the valve stem. The fluid can then pass through these windows and flow to inside the valve stem. For a rod of square section, this embodiment has made it possible to obtain fluid flow rates greater than 30% at the fluid flow rates observed with prior art valves of the same size and used in the same conditions.

La section polygonale de la tige présente de préférence une forme d'un polygone régulier. Dans un mode de réalisation, la tige de clapet est réaliséeà partir d'une barre de section polygonale, de préférence carrée. Le clapet tel que décrit ci-dessus peut être constitué de deux pièces distinctes, la tête de clapet et la tige, fixées l'uneà l'autre pour former le clapet. Dans ce cas, une forme de réalisation prévoit que l'alésage axial est réalisé dans la tige, débouche également du côté de la tête de clapet et présenteà cette extrémité une forme conique se rétrécissant vers l'extérieur tandis que la tête de clapet présente du côté de la tige une lèvre annulaire introduite dans l'alésage de la tige et venant, après déformation plastique, épouser la forme de la paroi de l'alésage. The polygonal section of the stem preferably has a shape of a regular polygon. In one embodiment, the valve stem is made from a bar of polygonal section, preferably square. The valve as described above may consist of two separate parts, the valve head and the rod, attached one to the other to form the valve. In this case, an embodiment provides that the axial bore is made in the stem, also opens on the side of the valve head and has to this end a conical shape tapering outwards while the valve head has on the side of the rod an annular lip introduced into the bore of the rod and coming, after plastic deformation, to match the shape of the wall of the bore.

Pour pouvoir monter un ressort autour de la tige du clapet, la surface extérieure de la tige présente par exemple un épaulement permettantà ce ressort de prendre appui d'une part sur l'épaulement et d'autre part sur la tête de clapet. To be able to mount a spring around the stem of the valve, the outer surface of the rod has for example a shoulder allowing to this spring to be supported on the one hand on the shoulder and on the other hand on the valve head.

La présente invention propose également un ensemble comportant un corps dans lequel est réalisé un orifice formant siège, un clapet tel que décrit ci-dessus et présentant un épaulement, la tête du clapet coopérant avec l'orifice pour fermer celui-ci, ainsi qu'un ressort de rappel en position fermée du clapet. Selon l'invention, le ressort est monté entre l'épaulement de la tige de clapet et un second épaulement, réalisé dans le corps, entre l'épaulement de la tige de clapet et le siège de clapet. Dans cet ensemble, le corps présente de préférence une zone permettant le guidage de la tige de clapet placée entre le second épaulement et le siège de clapet. The present invention also provides an assembly comprising a body in which is formed a seat forming orifice, a valve as described above and having a shoulder, the valve head cooperating with the orifice to close it, and a return spring in the closed position of the valve. According to the invention, the spring is mounted between the shoulder of the valve stem and a second shoulder, made in the body, between the shoulder of the valve stem and the valve seat. In this assembly, the body preferably has a zone for guiding the valve stem placed between the second shoulder and the valve seat.

De toute façon, l'invention sera bien compriseà l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentantà titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation préférentielle d'un clapet selon l'invention. Anyway, the invention will be understood to with the aid of the description which follows, with reference to the attached schematic drawing, showing to as a non-limitative example a preferred embodiment of a valve according to the invention.

Figure1 est une vue en perspective éclatée d'un clapet selon l'invention, Figure 2 est une vue en perspective du clapet de la figure1 en position montée, Figure3 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne de coupe111-111 de la figure 2, le clapet étant en position fermée, et Figure 4 est une vue dans laquelle on voit le clapet de la figure 2 suivant la flèche IV de la figure 2 placé au niveau d'un orifice, le clapet étant en position ouverte. Figure 1 is an exploded perspective view of a valve according to the invention, Figure 2 is a perspective view of the valve of Figure 1 in mounted position, Figure 3 is a longitudinal sectional view along section line 111-111 of Figure 2, the valve being in the closed position, and Figure 4 is a view in which one sees the valve of Figure 2 along the arrow IV of Figure 2 placed at an orifice, the valve being in the open position.

Les figures1 et 2 représentent un clapet selon l'invention. Ce clapet est réaliséà partir de deux pièces distinctes, une tête de clapet 2 et une tige de clapet 4. Figures 1 and 2 represent a valve according to the invention. This valve is made to from two separate parts, a valve head 2 and a valve stem 4.

La tête de clapet 2 comporte un disque métallique6 à la périphérie duquel est monté un joint torique8 (non représenté sur la figure 1). Une rainure est réalisée sur la tranche du disque6 pour permettre de manière connue le logement du joint torique8. The valve head 2 has a metal disk 6 whose periphery is mounted an O-ring 8 (not shown in Figure 1). A groove is made on the edge of the disk 6 to allow in a known manner the housing of the O-ring 8.

Comme on peut le voir sur la figure3, le disque6 présente sur sa face destinéeà venir au contact de la tige 4 une lèvre annulaire10, s'étendant axialement par rapportà l'axe de symétrie de rotation du disque 6. As can be seen in the figure 3, the disk 6 has on its face intended to come into contact with the rod 4 an annular lip 10, extending axially from to the rotational symmetry axis of disk 6.

La tige de clapet est réaliséeà partir d'une barre de section carrée, la longueur d'un côté du carré étant inférieure au diamètre du disque6. The valve stem is made from a square section bar, the length of one side of the square being less than the diameter of the disk 6.

Comme on peut le voir sur la figure3, la tige de clapet 4 est traversée de part en part par un alésage 12 s'étendant axialement. Le diamètre de cet alésage est variable. En partant du côté opposéà la tête de clapet 2, cet alésage présente tout d'abord un diamètre inférieur au diamètre du cercle inscrit dans la section transversale carrée de la barre dans laquelle est réalisée la tige 4. Puis, le diamètre de l'alésage augmente pour devenir d'un diamètre supérieur au diamètre du cercle inscrit dans la section carrée de la barre servantà réaliser la tige de clapet 4. Le diamètre de cet alésage est toutefois inférieur bien entendu au diamètre du cercle circonscrità la section carrée de la barre dans laquelle est réalisée la tige de clapet 4. On réalise ainsi dans chaque face de la tige 4 une fenêtre 14 mettant en communication l'intérieur de la tige de clapet 4 avec l'extérieur de cette tige 4. En se rapprochant de l'extrémité de la tige de clapet 4 destinéeà recevoir la tête de clapet 2, le diamètre de l'alésage diminue formant ainsià l'intérieur de la tige 4 une surface conique. Le diamètre extérieur de la lèvre annulaire10 de la tête de clapet 2 correspond sensiblement au diamètre de l'alésage12 au niveau de l'extrémité de la tige de clapet 4 du côté de la tête 2. As can be seen in the figure 3, the valve stem 4 is traversed through by a bore 12 extending axially. The diameter of this bore is variable. Starting from the opposite side to the valve head 2, this bore first has a diameter smaller than the diameter of the circle inscribed in the square cross section of the bar in which the rod 4 is made. Then, the diameter of the bore increases to become greater in diameter than the diameter of the circle inscribed in the square section of the bar serving to realize the valve stem 4. The diameter of this bore is however, of course less than the diameter of the circumscribed circle to the square section of the bar in which the valve stem 4 is formed. Thus, in each face of the rod 4, there is a window 14 placing in communication the The interior of the valve stem 4 with the outside of this rod 4. As it approaches the end of the valve stem 4 intended to receive the valve head 2, the diameter of the valve stem 4 bore decreases thus forming to inside the rod 4 a surf conical ace. The outer diameter of the annular lip 10 of the valve head 2 corresponds substantially to the diameter of the bore 1 2 at the end of the valve stem 4 on the side of the head 2.

L'assemblage de la tige 4 et de la tête de clapet 2 s'effectue alors de la manière suivante. La lèvre annulaire10 est placéeà l'intérieur de l'alésage 12. Puis, avec un outil tel un poinçon, de forme adaptée, on vient déformer la lèvre annulaire10 pour que celle-ci vienne épouser la surface conique de l'alésage 12à l'extrémité de celui-ci. Le poinçon permettant de réaliser cette opération est introduit dans la tige 4 par l'alésage12 du côté opposéà la tête de clapet 2. Comme on peut le voir sur la figure3, un évidement16 est prévu dans le disque6 pour ne pas gêner la tête du poinçon lors de l'opération d'assemblage par sertissage décrite ci-dessus. En outre, on réalise sur la surface extérieure de la tige 4 un épaulement18. Ce dernier est par exemple obtenu en venant "casser les angles" de la tige 4 sur une hauteur donnée du côté de la tête 2. Cette opération peut être par exemple réalisée par tournage. The assembly of the rod 4 and the valve head 2 is then performed as follows. The annular lip 10 is placed to inside the bore 12. Then, with a tool such as a punch, of suitable shape, it just deforms the annular lip 10 so that it comes to marry the conical surface of the bore 12 at the end of it. The punch for performing this operation is introduced into the rod 4 by the bore 1 2 on the opposite side to the valve head 2. As can be seen on the figure 3, a recess 16 is provided in the disk 6 so as not to interfere with the punch head during the assembly operation by crimping described above. In addition, a shoulder 18 is produced on the outer surface of the shank 4. This latter is for example obtained by coming "to break the angles" of the shank 4 on a given height on the side of the head. 2. This operation can be performed for example by turning.

Comme on peut le constater, cette tige de clapet est facileà usiner. Elle peut être réalisée en deux opérations sur une même machine. On réalise d'une part l'alésage 12 et d'autre part l'épaulement18. La tête de clapet et elle aussi facileà réaliser par tournage. As can be seen, this valve stem is easy to machine. It can be performed in two operations on the same machine. On the one hand is made the bore 12 and on the other hand the shoulder 18. The valve head and it also easy to by turning.

Bien entendu, on ne sort pas du cadre de l'invention en réalisant le clapet d'une manière différente de celle décrite ci-dessus. Of course, it is not beyond the scope of the invention by realizing the valve in a manner different from that described above.

Le clapet décrit ci-dessus permet un montage présentant un encombrement très réduit. Les figures3 et 4 illustrent un tel montage. Ces figures représentent une prise de pression telle qu'on en rencontre sur des circuits pneumatiques de freinage de camions. Bien entendu, l'application du clapet selon l'invention ne se limite pasà de telles prises de pression. The valve described above allows an assembly having a very small footprint. Figures 3 and 4 illustrate such an arrangement. These figures represent a pressure point as encountered on pneumatic braking circuits of trucks. Of course, the application of the valve according to the invention is not limited to such pressure taps.

Sur les figures3 et 4, on voit le clapet des figures1 et 2 monté dans un corps 20. Ce dernier est destinéà être vissé dans une paroi de réservoir (non représenté).Il comporteà cet effet une partie cylindrique filetée 22. Pour permettre le vissage dans la paroi du réservoir, il comporte également une tête 24à six pans. In the figures 3 and 4, we see the valve of the figures 1 and 2 mounted in a body 20. The latter is intended to be screwed in a tank wall (not shown). It comprises to this effect a cylindrical threaded portion 22. To allow screwing into the wall of the tank, it also comprises a head 24 to six-sided.

Le corps 20 est traversé de part en part par un alésage axial destinéà recevoir le clapet. Du côté de la tête 24, cet alésage présente un siège26 destinéà coopérer avec la tête de clapet 2. Ce siège26 comporte une surface annulaire conique sur laquelle vient reposer le joint torique8 (figure3). A distance du siège26, vers la partie filetée 22, est réalisée dans l'alésage du corps 20 une zone de guidage28 de la tige de clapet 4. Cette zone de guidage28 ne présente pas forcément une section carrée. Elle présente de préférence une section circulaire dont le diamètre correspond au diamètre de la tige de clapet 4 entre l'épaulement18 et la tête de clapet 2. On a ainsi un guidage de la tige de clapet 4 sur les quatre angles (cassés) de la tige 4. The body 20 is traversed right through by an axial bore for receiving the valve. On the side of the head 24, this bore has a seat 26 for to cooperate with the valve head 2. This seat 26 has a surface conical ring on which the O-ring 8 is resting (figure 3). A distance from the seat 26, to the threaded portion 22 is formed in the bore of the body 20 a guide zone 28 of the valve stem 4. This guide zone 28 does not necessarily have a square section. It preferably has a circular section whose diameter corresponds to the diameter of the valve stem 4 between the shoulder 18 and the valve head 2. There is thus a guiding of the valve stem 4 on the four (broken) angles of the rod 4.

Au-delà de la zone de guidage28, du côté opposéà la tête 24, l'alésage réalisé dans le corps 20 présente un diamètre correspondant sensiblement au diamètre du cercle circonscrità la section carrée de la barre servantà réaliser la tige de clapet 4. On réalise ainsi un épaulement 30 dans cet alésage. Comme on le voit sur les figures3 et 4, cet épaulement30 coopère avec l'épaulement18 de la tige de clapet 4 pour servir d'appui aux extrémités d'un ressort hélicoïdal30. Beyond the guide zone 28, on the opposite side to the head 24, the bore formed in the body 20 has a diameter substantially corresponding to the diameter of the circumscribed circle. to the square section of the bar serving to realize the valve stem 4. This makes a shoulder 30 in this bore. As seen in Figures 3 and 4, this shoulder 30 cooperates with the shoulder 18 of the valve stem 4 to serve as at the ends of a coil spring 30.

Pour réaliser la prise de pression représentée sur les figures3 et 4, le ressort30 est mis en place sur la tige 4 de clapet et est introduit dans l'alésage du corps 20 du côté de la partie filetée 22. La tête de clapet 2 est quantà elle introduite dans l'alésage du corps 20 du côté de la tête 24. On réalise alors le sertissage décrit ci-dessus pour venir déformer la lèvre annulaire10, rendant ainsi solidaire la tête de clapet 2 de la tige de clapet 4. To achieve the pressure measurement shown in Figures 3 and 4, the spring 30 is put in place on the valve stem 4 and is inserted into the bore of the body On the side of the threaded portion 22, the valve head 2 is inserted into the bore of the body 20 on the side of the head 24. The crimping described above is then performed. deforming the annular lip 10, thus making integral the valve head 2 of the valve stem 4.

Comme on peut le voir, ce montage est particulièrement simple. Il est également peu encombrant. Son prix de revient est très réduit. L'avantage principal apporté par l'utilisation d'un clapet selon l'invention est de permettre un débit de fluide de30% supérieur en position ouverte du clapet par rapportà un clapet de l'art antérieur de diamètre identique. As can be seen, this arrangement is particularly simple. It is also space-saving. Its cost price is very low. The main advantage provided by the use of a valve according to the invention is to allow a fluid flow of 30% higher open position of the valve relative to to a valve of the prior art of identical diameter.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pasà la forme de réalisation décrite ci-dessusà titre d'exemple non limitatif; elle en embrasse au contraire toutes les variantes dans le cadre des revendications ci-après. It goes without saying that the invention is not limited to the embodiment described above as a non-limitative example; it encompasses all the variants in the context of the claims below.

Ainsi, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en réalisant le clapetà partir d'une seule pièce. On pourrait bien entendu usiner un morceau de barre de section circulaire pour obtenir un clapet tel que représenté sur la figure 2. Ce clapet aurait bien entendu les mêmes performances d'un point de vue débit de fluide que le clapet décrit ci- dessus. Thus, it is not beyond the scope of the invention to realize the valve to from one piece. One could of course machine a bar piece of circular section to obtain a valve as shown in Figure 2. This valve would of course have the same performance from a fluid flow point of view as the valve described above.

La tige du clapet està l'origine de section carrée. Une autre forme de section polygonale, régulière ou non, conviendrait également. De même, la présence d'un épaulement sur la tige de clapet est facultative. Si l'on décide de monter un clapet selon l'invention de manière classique, cet épaulement devient inutile.The stem of the flap is to the origin of square section. Another form of polygonal section, regular or otherwise, would also be appropriate. Similarly, the presence of a shoulder on the valve stem is optional. If it is decided to mount a valve according to the invention conventionally, this shoulder becomes useless.

Claims

CLAIMS 1. Valve intended to a pneumatic or hydraulic circuit comprising a valve head (2) and a rod (4), characterized in that that the rod (4) has at least locally a polygonal cross section, in that the rod (4) has an axial bore (12) opening on the opposite side to the valve head (2), and in that the diameter of the axial bore (1 2) is locally, at a region of the rod of polygonal section, of a diameter greater than the diameter of the circle inscribed in the polygonal section. 2. A valve according to claim 1, characterized in that the polygonal section has the shape of a regular polygon. 3. Valve according to one of claims 1 or 2, characterized in that the valve stem (4) is made to from a bar of polygonal section, preferably square. 4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that it consists of two separate parts, the valve head (2) and the rod (4), fixed the one to the other to form the flapper. 5. Valve according to claim 4, characterized in that the axial bore (II 2) formed in the rod (4) also opens on the side of the valve head. (2) and has at this end a conical shape tapering outwards, and in that the valve head (2) has on the side of the rod (4) an annular lip (It 0) introduced into the bore (1 2) of the rod and coming, after plastic deformation, to match the shape of the wall of the bore. 6. Valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer surface of the rod has a shoulder (18) to support to a helical spring (30) placed between the head (2) and the shoulder (18). 7. Assembly comprising a body (20) in which a seat hole (26) is formed, a check valve according to claim 6, the head of the flap (2) cooperating with the orifice to close the latter, and a return spring (30) in the closed position of the valve, characterized in that the spring (30) is mounted between the shoulder (18) of the valve stem and a second shoulder, made in the body, between the shoulder (18) of the valve stem and valve seat (26). . The assembly of claim 7, characterized in that the body (20) has a zone (28) for guiding the rod (4) between e the second shoulder and the flap seat (26).