Brevet FR2009999A1 — publié le 19700213

L'invention concerne une soupape et en particulier une sou- pape à -PaLble course, comportant une tige qui porte l'obturateur et qui est guidée dans un couvercle de boîtier ou dans une pièce de fermeture correspondante el e L b-oitir ou le cas dans le bottier lui-mêmes tandis qui son estrêmité libre peut notre déplacée avec une faible dépense de forces. Dans les soupapes habituelles, ie déplacement se fait avec une ddpense d'énergie quelconque appliquée à la tige principale le cas échéant à l'aide de sources d'énergie ou de transmissions spéciales, en particulier en cas de déplacement manuel par volants ou pièces analogues - la dépense d'énergie n'étant Sas essentielle pour un bon fonctionnement, même après une utilisation assez longue, et l'étanchéité de la tige par rapport au couvercle du boîtier ou à une pièce correspondante du bottier est obtenue par des pressez étoupes ou analogues. Ce procédé d'étanchéité habituel présente l'inconvénient que les presse-étoupes doivent etre réglés périodiquement ou que leurs garnitures doivent être changés.On a aussi utilisé des joints d'étanchéité par exemple en caoutchouc mou ou analogue, qui ont pourtant essentiellement les mêmes défauts On connait aussi depuis longtemps des soupapes à membrane, dans lesquelles la membrane ou une pièee de renforcement qui lui est fixée directement sert d'organe de fermeture par rapport à une paroi formant siège et fixe sur le boitier; mais par suite de la course-importante, de pareilles membranes exigent un diamètre important du boîtier Pour ces raisons, l'encombrement, la dépense de matière et le pourtour de la membrane ainsi que les surfaces de membrane à rendre jointives deviennent très grands. L'objet de l'invention est d'éviter les défauts des soupapes connues et d'obtenir l'étanchéité de la membrane sans avoir à tenir compte des complications qui lui sont liées. L'invention part donc de la soupape à tige et obturateur décrits plus haut, etelle la perfectionne en ce que l'extremité libre de la tige est recouverte par une membrane faisant face au boîtier et qui repose librement par son milieu contre l'extremité libre de la tige de soupape, actionnée elle-même de manière connue par un organe coulissant placé de l'autre côté, c'est-à-dire du côté extérieur de la membrane, et guidé dans le corps de soupape ou dans le couvercle. L'invention consiste par ailleurs dans l'utilisation d'une membrane qui ne sert ni directement ni indirectement d'obturateur la soupape, la fermeture étant assurée par un obturateur porté r à la tige, tandis que la membrane repose centre contre l'extrêmité de la tige seulement par sa partie moyenne. La tige est donc complètement à l'intérieur de la soupape et dans un secteur qui n'est pas étan- che. Il va de soi que la tige doit être guidée dans le boîtier louer qu'elle conserve sa position axiale et que l'obturateur assure bien l'étanchéité. Ce guidage, qui se trouve dans la zone du liguide, est soumis éventuellement aux salissures, aux incrustations et-à la corrosion, qui gênent la mobilité des tiges.C'est åuste- ment ce défaut qui doit être éliminé par l'invention: il se remarque particulièrement quand le fluide (par exemple un liquide) qui traverse la soupape peut parvenir directement aux pièces de frottement, par exemple la tige et un presse-étoupe. Grâce à l'invention et au fait que les guidages de la tige peuvent avoir un Jeu important, on élimine le défaut des guidages de tige connus, qui provient de l'nncrassement, des incrustations et de la corrosion, l'étanchéité étant alors garantie par la membrane. Le ddfaut des dispositifs d'étanchéité à membrane connus jusqu'ici et qui promena du fait qu'en fonction de la courserela- tivement grande nécessaire pour créer une section de passage importante pour le fluide, ces dispositifs d'-étanchéité doivent aussi présenter un grand diamètre extérieur, n'existe pas dans la solution conforme à l'invention,- la tige a seulement un petit diamètre, de sorte que le diamètre extérieur-de la membrane est lui aussi assez faible pour être contenu dans une ouverture du couvercle de la soupape qui est pas plus grande que pour un presse-étoupe courant et qui en particulier n'exige pas un agrandissement du diamètre du couvercle ou du bottier.C'est ainsi que la membrane peut être très minçe, parce qu'elle n'est pas-utilisée elle-même comme obturateur- e-t- parce qu'il n'y a pas non plus à prévoir sur elle d'autres organes ou saillies de fermeture. Mais on peut aussi la choisir très mince, parcs que la course d'une soupape à tige et obturateur est nettement -plus faible que celle-dtune membrane de fermeture: en effet, dans le premier cas, le fluide s'écoule par une-grande fente annulaire, tandis que dans les soupapes àmem- branes, il s'écoule dans le sens général d'écoulement, de sorte que pour des vitesses de passage égales, il faut dans la soupape des sections plus grandes.Un autre avantage de l'invention est que, compte tenu de-la course qui est faible la membran-peut comporter un diamètre extérieur à peu près- égal à celui d'un presse-étoupe ordinaire et donc nettement plus petit que celui des soupapes à membranes classiques: ces dernières exigent un diamètre extérieur de la membrane au moins égal à la largeur nominale de la soupape, mais en général de beaucoup supérieur au diamètre du siège de soupape, diamètre déjà assez grand par lui-meme en fonction de la course dans les soupapes à membranes traversées radialement par un fluide.Cette caractéristique d'une soupape selon l'invention exerce par ailleurs une bonne influence sur les charges mécaniques de la membrane, car ces charges découlent de la pression prédéterminée et de l'importance de la surface de la membrane sur laquelle agit la pression. Spécialement dans le cas d'une commande de la soupape par un thermostat, la force exercée par ce thermostat ne suffirait pas à actionner la soupape, indépendazment de cette question de la charge de la membrane. Il est avantageux de prévoir dans le couvercle ou le boîtier un organe de fermeture dont la surface frontale disposée dans le couvercle sert de surface de blocage pour la membrane et qui comporte un alésage central de guidage pour l'organe coulissant par lequel la tige est actionnée. Dans ce mode de réalisation, outre la membrane elle-même, on n'a pas besoin de pièces supplémentaires par rapport aux exécuticns connues, et la construction conforme à l'invention nécessite même moins de place qu'undispositif d'étanchéité habituel par presse-étoupe. Il est par ailleurs recommandé d'utiliser un organe coulissant guidé par une queue dans un raccord et qui porte contre la membrane par l'intermédiaire d'une tête dus même diamètre que la tige On prévoit ainsi dans le raccord un évidement pour recevoir la tette, de sorte qu'il est possible de prévoir sur la queue à l'arrière de la tête un dispositif d'étanchéité, par exemple un joint torique, qui est utilisé au cas où la membrane aurait des fuites par suite de vieillissement ou d'avaries imprévues. Afin de renforcer encore la course de cette membrane dans les mêmes conditions de construction, et ceci sans agrandir le diamètre du raccord ou du-couvercle, donc avec une membrane la plus grande possible, il est recommandé, de manière connue en soi de donner aux surfaces frontales de la tige de l'organe coulissant dirigées vers la membrane une forme arrondie. Une autre augmentation de la course de la membrane est obtenue par le choix dune matière -spécialement élastique pour la membrane ou par une minceur particulière de -îa membrane,-en ce sens que la partie de cette dernière qui travaille le plus, c'està-dire celle qui se trouve en;trel'organe coulissant et la tige et qui ne subit donc pas de grandes déformations, est munie de renforts, garnitures ou analogue. On va maintenant décrire plus en détail un mode de réalisation de l'invention à titre d'exemple et en se référant au dessin annexé. Sur ce dessin, qui est une coupe de la soupape, on voit que la tige 1 de la soupape glisse en 2 et 3 avec un jeu appréciable dans un couvercle 4 qui a les dimensions habituelles et qui est vissé dans un bottier 5. La tige t parvient, par son extrêmité supérieure arrondie 6, jusqu!au fond d'un évidement 7 dans lequel est disposée, suivant l'invention, une membrane 8. Celle-ci est maintenue par un raccord 9 vissé en 10 dans le couvercle 4. Le raccord 9 est percé d'un alésage 11 destiné à recevoir un organe coulissant 12 qui comporte, à son extrêmité dirigée vers la membrane, une tête 13. Cette tête a le même diamètre que la tige 1, et elle est également arrondie à ltextrêmité qui fait face à la membrane 8. Elle est logée dans un évidement 14 de diamètre supérieur à celui de l'alésage il pour l'organe coulissant. En arrière de la tête 6, un Joint torique 15 entoure la tige 1, et en arrière de la tete 13,'un Joint torique 16 entoure l'organe coulissant 12. REVENDICATIONS 1.- Soupape à faible course comportant une tige 1 qui porte l'obturateur et qui est guidée dans un couvercle de bottier 4 ou un guidage analogue, son extrémité libre étant actionnée sar un organe coulissant 12 solidaire d'un thermostat ou d'ure appareil de commande analogue, une membrane 8 étant insérée entre les extra mités arrondies de la tige 1 et de l'organe coulissant 12 dans un évidement 7 du couvercle et au-dessus de la tige, et caractérisée par un alésage 3 percé dans le couvercle 4 du bottier 5 et qui entoure la tige 6 avec un certain Jeu, ainsi que par un évidement 7 aboutissant à l'extérieur et élargi par rapport à l'alésage 3, tandis que l'extrêmité arrondie 6 de la tige se trouve en position d'ouverture moyenne. environ à la hauteur du fond de l'évidement 7, la soupape comportant par ailleurs une membrane 8 placée dans 1' é- videment 7 et un raccord-9 fermant l'évidement et dont-la surface frontale intérieure coopère avec le fond de l'évidement pour tendre la membrane 8, et enfin un organe coulissant 12, 13 mobile dans le raccord 9 et dont l'extremité 13 a le même diamètre que lte2trê- mité 6 de la tige 1. 2.- Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre de la partie principale de l'organe 12 est iSfé- rieur à celui de la tête 13. 3.- Soupape suivant la revendication 1, caractérisée par un Joint torique 15 entourant la tige 1 en arrière de sa tête/ainsi que par un Joint 16 entourant l'organe 12 au-dessous de l'alésage 11 et au-dessous de la tête 13. 4.- Soupape suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par des renforcements de la membrane 8 dans la région centrale