Brevet FR2010279A1 — publié le 19700213

La présente invention concerne un clapet de retenue et en particulier une soupape de commande d'écoulement qui permet un écoulement libre dans un sens et un écoulement réduit dans le sens opposé. 5 Les dispositifs classiques da la technique antérieure uti lisent des clapets de retenue ayant des passages étranglés destinés aux trajets d'écoulement ; toutefois, ces dispositifs sont inefficaces parce que la surface d'écoulement de section droite de l'orifice réduit est limitée à des dimensions de construction 10 qui augmentent les risques d'obstruction. Par conséquent, la présente invention se propose de fournir : - un clapet de retenue ayant un trajet d'écoulement réduit qui est allongé pour remplir le rôle de réduction d'écoulement j 15 - un obturateur flottant librement assemblé dans une enve loppe qui n'exige pas d'orientation particulière pour son fonctionnement. La présente invention fournit en substance un clapet de retenue comprenant une enveloppe creuse qui a une paroi péi*iphéri-20 que, des éléments transversaux sur chaque extrémité de l'enveloppe fixés à la paroi périphérique, un orifice d'écoulement prévu dans chaque élément transversal, un distributeur disposé dans l'enveloppe mobile entre les éléments transversaux pour dé- -finir des positions permettant l'écoulement et empêchant l'écou-25 lement, un moyen de dérivation établissant une dérivation de l'écoulement de fluide du distributeur lorsque celui-ci est dans sa position empêchant l'écoulement et un passage réduisant l'écoulement qui fait partie du moyen de dérivation pour réduire l'é- . coulement de fluide de dérivation. 30 D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, 35 La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un clapet de retenue suivant la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale analogue à celle de la figure 1, mais montrant son obturateur dans une seconde position de commande. 69 18603 2 2010279 La figure 3 est une vue en plan de la figure 1. La figure 4 est une vue en plan d'un détail de la figure 1. La figure 5 est une vue par dessous d'un détail de la fi-5 gure 1 » La figure 6 est une vue par dessous analogue à celle de la figure 5, mais montrant une variante de celle-cio La figure 7 est une vue par dessous analogue à celle de la figure 5} mais montrant une seconde variante» 10 La figure 8 est une vue en coupe transversale d'un clapet t de retenue analogue à celui de la figure 1, d'une variante. La figure 9 est une vue en coupe transversale analogue à celle de la figure 8, montrant l'obturateur dans une seconde position de commande. 15 La figure 10 est une vue en coupe transversale du corps de clapet de la figure 8. La figure 11 est une vue en plan de la figure 10, et La figure 12 est une vue en plan d'un détail de la figure 8. 20 On voit sur les figures 1 et 2 un récipient ou enveloppe 10 en forme de cuvette renversée ayant une ouverture d'écoulement 12 prévue dans un élément transversal définissant sa paroi plane ; plusieurs creux 14 prévus dans cette paroi sont espacés sur la périphérie de l'ouverture 12. La paroi périphérique ou ?5 cylindrique de l'enveloppe 10 est déformée à proximité de la paroi d'extrémité plane pour délimiter un épaulement annulaire 16 tandis que la lèvre de la paroi, cylindrique présente -un rebord périphérique 18 cintré vers l'intérieur. Une plaque plate 20 ayant un alésage central ou orifice d'écoulement 22 est dis-30 posée dans l'enveloppe 10 et repose sur le rebord 18. Un disque flottant librement mince, relativement léger 24 sert de clapet et est disposé dans l'enveloppe 10 sous les creux 14 dans un but qui sera décrit plus complètement ci-après. Une plaque plate sous la forme d'un disque 30 ayant un 35 alésage central 32 repose sur la plaque 20 de façon que les alésages 22 et 32 soient alignés. Les plaques ou disques 20 et 30 sont serrés- périphériquement dans le rebord annulaire 18 de façon que ces plaques forment en bloc un élément transversal' inférieur de l'enveloppe 10. Comme on le voit sur la figure 5, le 18603 3 2010279 disque ^0 présente un évidement de surface sous la forme d'une rainure hélicoïdale 34 s'étendant entre l'orifice 32 et un ou plusieurs évidements périphériques 36 découpés de la paroi périphérique du disque 30. le diamètre du disque de clapet souple 24 5 est le même que le diamètre interne du disque 30, lequel diamètre interne est égal au diamètre externe du disque 30 moins la dimension de 1'évidement 36. Chaque évidement 36 a une forme arquée et est d'une plus grande profondeur que la largeur dé llê-paulement annulaire 16 ; avec un tel agencement, la communica-10 tion est établie sans interruption entre l'alésage 22 et l'ouverture 12 de l'enveloppe. La surface rainurée du disque 30 est en contact de surface avec le disque 20 qui forme ainsi une paroi de la rainure hélicoïdale 34. Pendant le fonctionnement du clapet de retenue ci-dessus, 15 on obtient un écoulement relativement libre dans le sens ascendant (sur la T?ig. 2) dans lequel la pression de l'écoulement de fluide déplace l'obturateur mince ?4 par rapport au disque 30 et le met en contact avec les creux 14 sous l'élément transversal supérieur de l'enveloppe 10. L'écoulement de fluide se pour-20 suit ainsi librement suivant un trajet passant par les alésages 22 et 3? traversant la chambre délimitée par 1'obturateur 24 et la surface correspondante du disque 30, ensuite sur la périphérie de l'obturateur 24 et à travers sa surface supérieure entre les creux 14 jusqu'à l'ouverture d'écoulement 12. 25 La figure 1 représente le trajet d'écoulement tracé dans le sens descendant dans laquelle la pression de l'écoulement de fluide fait reposer l'obturateur mince 24 à plat sur la partie supérieure du disque 30 et empêche un écoulement de fluide dans la partie supérieure de l'alésage'32 du disque. L'écoulement de ^0 fluide suit alors un trajet étranglé passant par l'ouverture 12 de la chambre dans la partie supérieure de l'obturateur mince 24, la périphérie de ce dernier, à travers 1'évidement 36 et la rainure hélicoïdale 34 et les alésages alignés 32 et 22. Le trajet relativement long de l'élément d'étranglement rainure 34 35 permet un degré de réduction plus élevé qu'il ne pourrait être obtenu avec un simple orifice ayant la même surface d'écoulement en section droite. La possibilité de réduction est encore augmentée par les changements de direction que doit subir l'écoulement de fluide ; par exemple, le sens de l'écoulement de 18603 4 2010279 fluide dirigé verticalement vers le bas suit le bord de l'obturateur 24, puis un sens vertical dirigé vers le bas à travers l'évidement 36 et revient de nouveau perpendiculairement au -plan de la rainure 34, après quoi, il prend de nouveau un sens verti*» cal dirigé vers le bas à travers les alésages 32 et 22, Il doit être noté que l'obturateur mince 24 est un clapet flottant librement déplacé par la pression s'exerçant entre les creux H et la surface supérieure du disque 30. Par conséquent, même si les figures 1 et 2 ont été décrites par rapport à une orientation haut et bas, l'ensemble tout entier constitue une capsule qui peut être' orientée dans un sens quelconque, c'est-à-dire, que la capsule peut-être inversée ou qu'elle peut être montée sur son côté, étant donné que l'obturateur mince 24 n'est pas sensible à l'effet de la pesante-or, Le degré de réduction de l'écoulement augmente avec la longueur de la rainure d'étranglement. En outre, une configuration de rainure ayant un changement de rayon rapide ou notable peut également être utilisée pour augmenter la réduction pour une surface d'écoulement en section droite équivalente» Dans la variante de la figure 6, la plaque d'extrémité ou élément transversal sous la formé d'un disque 40 présente un alésage central 42 (pouvant être aligné avec l'alésage 22 du disque de la figure 1) et une rainure d'étranglement 44 établissant-une communication entre un évidement périphérique 46 et l'alésage 42. La rainure 4-4 comprend des évidements espaces concentrique ment de façon eus le sens S'ccouleuent à partir de 1'évidement périphérique 46 subisse une inversion sous un angle de 130°, puis un changement sous un angle de 90° menant à l'alésage centrai 42. Le disque 40 peut remplacer le disque 30 des figures 1 et 2 et étant que son fonctionnement dans la capsule 13 est analogue à celui des figures 1 et 2, une description de sa succession d'opérations est inutile. Le fonctionnement de la variante de la figur.e 7 est analogue, la seconde plaque sous la forme d'un disque 50 ayant un alésage central 52 (pouvant être aligné avec l'alésage 22 du disque de 1?.. figure " ) et une rainure d'étranglement 54 établissant une CM3S"-:ii*ation antre ur_ é^ideoient périphérique 56 et un alésage 52, affeits ooniiguration en zigaag approxima tivement annu„=ire de façon .que le sens d'écoulement subisse une BAD ORIGINAL 69 18603 5 2010279 série de changements brusques. Ainsi, le disque 50 de la figure 7 a un élément d'étranglement rainure 54 qui établit un degré de réduction plus élevé pour une longueur et une section droite égales que l'élément d'étranglement rainure 44 du disque 5 40 ; de manière analogue, l'élément d'étranglement rainuré 44 établit un degré de réduction plus élevé pour une longueur et une section droite égales que l'élément d'étranglement rainure 34 du disque 30. Les figures 8 à 12 représentent une variante de l'envelop- 10 pe du clapet de retenue et afin de faciliter sa corrélation avec * celle des figures 1 à 5, les mêmes numéros de référence auxquels est ajouté le nombre 100 sont utilisés pour indiquer des éléments de construction analogues. Par exemple, la forme de réalisation représentée sur les figures 8 à 12 comprend.un réci-15 pient ou enveloppe en forme de cuvette 110 ayant un élément transversal 111 dans lequel est disposé au centre un orifice d'écoulement 112. Une série de creux 114 prévus dans la plaque transversale 111 sont espacés périphériquement à l'orifice 112 ; un nombre analogue de bossages également espacés 115 sont diri-20 gés vers l'extérieur de la surface de la plaque transversale 111 de façon que la plaque puisse être assemblée à l'une ou l'autre surface dirigée vers l'intérieur de l'enveloppe 110. La paroi périphérique ou cylindrique de l'enveloppe 110 a une surface interne présentant un épaulement annulaire 116 sur lequel repose 25 la plaque transversale 1 "• 1 ; une. série de pattes hémisphériques dirigées vers l'intérieur 118 sont également espacées sur la périphérie interne de la paroi cylindrique pour fournir des moyens de fixation de la plaque transversale 111. Etant donné que l'enveloppe 110 est faite d'une matière plastique, la plaque 30 transversale 111 est facilement introduite en la pression simplement vers le bas en regard des pattes 118» Une seconde plaque plate 120 est disposée au fond de l'enveloppe 110 et a un anneau creux central délimitant un orifice d'écoulement 122, dont la partie la plus basse est évasée en 123 pour retenir la 35 plaque 120 dans une position fixe. Un disque mince, relativement léger et flottant librement 124 sert de clapet et est disposé dans l'enveloppe de façon à se déplacer entre une position empêchant l'écoulement lorsqu'il re 69 18603 6 2010279 pose sur la partie supérieure de la plaque 120 (Fig. 8) et une position permettant l'écoulement lorsqu'il vient en contact avec les creux 114 (Fig. 9). Dans les formes de réalisation des figures 8 à 12, l'élé-- 5 ment transversal le plus bas 150 est incorporé à la paroi cylindrique de l'enveloppe 110 pour définir une configuration en forme de cuvette. La partie centrale de l'élément transversal 130 a un orifice 132 qui reçoit la partie cylindrique 122 de la plaque 120. Espacé radialement de l'orifice 132, l'élément trans- 10 versai 130 présente un orifice 133» dont la partie la plus in- * terne communique avec une extrémité d'une rainure de réduction de l'écoulement 134 incorporée dans la surface supérieure de l'é lément transversal 130. L'autre extrémité de la rainure 134 présente un orifice périphérique 136 (Fig. 11) qui communique avec 15 la chambre qui loge l'obturateur 124. Le diamètre du disque obturateur 124 et le diamètre de la plaque 120 sont chacun plus petits que le diamètre de la chambre du clapet ; par conséquent, une communication est établie sans interruption entre l'orifice d'écoulement 112 et l'orifice 133 pour définir un écoulement ré-20 duit qui dévie le disque obturateur 124. Le fonctionnement de la forme de réalisation représentée sur les figures 8 à 12 est sensiblement le même que celui décrit ci-dessus sur les figures 1 et 2, sauf que l'écoulement .dévié se réduit à un orifice de sortie séparé 133j Une description parti-25 culière d'une succession d'opérations des figures 8 et 9 est inu tile. Toutefois, on doit, noter que 1'évidement rainure particulier 134 représenté sur la figure 11 peut être remplacé par l'une quelconque des variantes particulières de la rainure d'étranglement, telle que 34 sur la figure 5, 44 sur la figure 6 et 54 30 sur la figure 7» Il va de soi que l' invention a été décrite, ci-dessus à titre d'exemple préférentiel indicatif, mais-nullement ..limita-? • tif,"et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les 35 revendications annexées» .. .. . 7 2010279 REVENDICATIONS 1. Clapet de retenue, caractérisé par le fait qu'il comprend : une enveloppe creuse ayant une paroi périphérique, un élément transversal disposé sur chaque extrémité de l'enveloppe 5 et fixé à la paroi, un orifice d'écoulement formé dans chaque élément transversal, une membrane disposée entre les éléments transversaux et pouvant se déplacer entre ces derniers pour définir une position permettant l'écoulement et une position empêchant l'écoulement, un moyen de dérivation établissant une déri- 10 vation de l'écoulement de fluide du clapet lorsque ce dernier est dans sa position empêchant l'écoulement et un moyen réduisant l'écoulement disposé dans le moyen de dérivation pour réduire l'écoulement de fluide de dérivation. 2. CLapet selon la revendication 1, caractérisé par le 15 fait que le moyen réduisant -l'écoulement comprend un passage allongé disposé dans un plan transversal à un plan défini par l'orifice d'écoulement, 3. Clapet selon l^fcevendication 2, caractérisé par le fait que le passage allongé comprend une rainure hélicoïdale. 20 4. Clapet selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le passage allongé comprend une configuration en zigzag approximativement annulaire. 5. Clapet selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le passage allongé comprend des évidements espacés con- 25 centriquement reliés pour définir un moyen de changement de sens afin d'augmenter la réduction d'écoulement à travers ce dernier. 6. Clapet selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un des éléments transversaux est incorporé à la paroi périphérique et que le passage allongé est placé dans cet élé- 30 ment transversal. 7. Clapet selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'autre élément transversal comprend une plaque ayant un orifice central qui définit son orifice d'écoulement et ayant une série de moyens venant en contact avec le clapet espacés au- 35 tour de l'orifice central. 8. Clapet selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'une plaque est fixée au premier élément transversal et a un orifice central définisse;:.': son or-ifice d'écoulement et le clapet comprend un disque flottant pouvant se déplacer entre BAD ORIGINAL 69 18603 8 2010279 la plaque et le moyen venant en contact avec le clapet pour définir ses positions empêchant l'écoulement et permettant celui-ci., respectivement. 4» Clapet de retenue, caractérisé par le fait qu'il ceœ-5 nrend : une •snvsiopps ayant ut-/-- paroi périphérique et une paroi transversale reliée à cette dernière, un moyen définissant un orifice d'écoulement ians la. paroi transversale, un mcyen venant «n contact avec le clapet disposé sur la parcl transversale à proximité de l'orifice d'écoulement, deux plaques montées en r*e-10 laticn «juxtaposée dans 1 'enveloppe, un alésage forme dans les plaques pour permettre tiri écoulement de fluide à travers ce lie e-cij iin obturateur flottant disposé dans l'enveloppe pouvant se déplacer entre une première et une seconds positions en réponse à la pression de l'écoulement de fluide, la 'oremier-a position 15 définissant un état d'écoulement libre, lorsque 1'obturateur vient en contact avec le moyen de contact du clapets la seconde position définissant u;i état i2écoulement étranglé lorsque l'obturateur vient en contact avec une des plaques et un moyen définissant un trajet d'écoulement réduit à travers uns des pla~ 20 rasas de façon qu'un écoulement vers l'alésage fasse dévier 1'obturateur, 10» Clapet selon la revendication S),, caractérisé par le fait que le moyen a alésage comprend un alésage central formé dans chacune des plaquas et que ces alésages sont alignés les 25 "ss avec iea autre-s, 11• Clapet selon la revendication 1Q? caractérisée par le fait que le myen définissant un tra.jst d ' écoulement étranglé comprend un é-î-idemeut périphérique formé dans une des plaques et un passage allongé dans cette plaque établissant une communi-j: cation entre 1 ■'évidement st l'alésage central» S2o Clapet selon la revendication 11? caractérisé par le fait que le passage allongé est disposé dans un plan transversal à un plan défini par les alésages centraux. 13. Clapet selon la revendication 11, caractérisé par le 35 fait que le passage allongé comprend une rainure hélicoïdale» 14. Clapet selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le passage allongé comprend des évidements espacés con-esntriquement reliés les uns aux autres pour défi.air/"âemcZange-tasnt de sens afin â. ' augmenter la réduction d ' écoulement à travers aAD ORIGINAL i 69 18603 9 2010279 ces dernierso 15. Clapet selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le passage allongé comprend une configuration en zigzag à peu près annulaire„ 5 16» Clapet selon la revendication 12, caractérisé par le fait que les deux plaques comprennent deux disques plats et que la paroi périphérique comprend un épaulement annulaire venant en contact avec une partie périphérique d'un des disques et un rebord annulaire venant en contact avec une partie périphérique de 10 l'autre disque.