Brevet FR2034921A1 — publié le 19701218

-1- 203492 La présente invention concerne une soupape de retenue du type champignon ayant à la fois un élément de soupape élastique et un élément de soupape rigide. Les soupapes de retenue du type champignon de cette descrip-5 tion générale trouvent leur emploi dans des applications Variées; l'élément de soupape élastique s*appuyant contre une surface-siège de l'élément de soupape rigide, assure un joint étanche aux fluides tandis que l'élément de soupape rigide en s'appuyant sur une surface d1épaulement rigide supporte et obéit à la majeure partie 10 de la force de fermeture qui agit sur l'élément de soupape. : Dans les soupapes de retenue connues, du type champignon à deux éléments, la durée de fonctionnement de la soupape est réduite en conséquence de forces comprenar.it les forces des fluides agissant sur l'élément élastique de soupape et tendant à le défor-15 mer et, dans certains cas, agissant même peut-être pour séparer l'élément de soupape élastique de l'élément de soupape rigide. La présente invention a notamment pour but des améliorations à la durée de service d'une soupape de retenue du type champignon à deux éléments. 20 A cette fin, la présente invention comprend essentiellement une soupape de retenue du type champignon ayant un siège de soupape comprenant une première et une seconde surfaces d'épaulement, et un élément de soupape mobile comprenant un élément de soupape élastique et un élément de soupape rigide reliés lfun à l'autre 25 en un montage fixé pour se déplacer ensemble et pour prendre contact respectivement avec la première et la seconde surfaces 'd'é-paulement, et des moyens pour rappeler l'élément de soupape vers le siège de soupape, l'élément de soupape étant construit et disposé de façon que l'élément de soupape élastique prenne contact 30 avec sa surface d'épaulement respective et s'appuie sur cette surface comme siège lorsque l'élément de soupape se déplace vers le siège de soupape, avant que l'élément de soupape rigide s'appuie sur sa surface d'épaulement. Contrairement aux soupapes de retenue du type champignon 35 connues, dont certaines comprennent un élément de soupape rigide rainuré circonférentiellement, et de forme conique, et une bague torique élastique appliquée dans la rainure, la présente invention comprend un élément de soupape élastique, annulaire ou en forme de disque, monuc derrière un élément de soupape rigide 69 21338 -2- 2G34921 conique en direction du siège de soupape, Un doigt cylindrique part d'une surface postérieure de l'élément de soupape rigide, qui est perpendiculaire à l'axe, et l'élément de soupape élastique est monté sur ce doigt et bute contre la surface postérieure de l'élé-5 ment de soupape rigide. La surface extérieure de l'élément de soupape rigide s'appuie contre une surface d1épaulement conique du siège de soupape, mais seulement après qu'une surface antérieure perpendiculaire à l'axe, de l'élément de soupape élastique en forme de disque, soit en contact avec et s'appuie contre une surface 10 plane d'épaulement perpendiculaire à l'axe du siège de soupape. Cette disposition donne lieu à une déformation minimum de l'élément de soupape élastique lorsque l'élément de soupape s'appuie contre le siège de soupape, et elle empêche la séparation ou la dislocation de l'élément de soupape élastique et de l'élément 15 de soupape rigide. L'élément de soupape élastique peut être fait en caoutchouc synthétique, ou en une matière équivalente, et l'élément de soupape rigide et le siège de soupape peuvent de préférence être faits de métal. 20 D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre faite en regard du dessin annexé et donnant, à titre d'exemple préférentiel indicatif, mais nullement-limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ce dessin ï 25 - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une soupa pe de retenue du type champignon suivant l'invention avec son élément de soupape montré en position ouverte ; - la figure 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, de la soupape montrée de la figure 1 avec l'élément de soupape 30 élastique appliqué contre la surface d'épaulement perpendiculaire à l'axe du. siège de soupape ; - la figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 2 montrant l'élément de soupape rigide appliqué aussi contre sa surface d'épaulement correspondante du siège de soupape. 35 Le dessin montre une construction de soupape de retenue, du type champignon, conforme aux principes de la présente invention et désignée dans son ensemble, par 10. Cette construction comprend un corps allongé 11 pourvu d'une entrée de fluide 12 à une de ses extrémités, d'une sortie de fluide 13 à 1'autre extrémité, et d'un 69 21338 -3- 2034921 passage de fluide 14- faisant communiquer l'entrée et la sortie de fluide 12 et 13- Le passage d'écoulement de fluide 14- comprend une première partie déterminée par une surface cylindrique 16 de diamètre donné 5 et disposée adjacente à l'orifice d'entrée 12, une seconde partie déterminée par une surface 17 de diamètre réduit, et une troisième partie délimitée par une surface 18 de diamètre beaucoup plus réduit. Un siège de soupape 19 est disposé dans la première partie; dans la seconde partie est un élément de soupape 20 et dans 10 la troisième partie est disposé un ressort de rappel 21 qui, dans la forme de réalisation représentée, est un ressort hélicoïdal. La surface cylindrique 16 du corps 11 est taraudée pour recevoir les filets correspondants taillés sur la surface cylindrique mâle 22 du siège de soupape 19» cle sorte que ce siège est 15 vissé fermement dans le corps 11. Le siège de soupape 19 est en outre caractérisé en ce qu'il comprend un alésage axial 23, une surface ou épaulement conique 24- reliant l'alésage 23 à une extrémité 26 du siège de soupape 19» et une surface ou épaulement 27 perpendiculaire à l'axe vers l'extérieur de la surface conique 20 d'épaulement 24-, Des moyens d'étanchéité appropriés comme, par exemple, un joint 28, sont disposés entre un épaulement 29 du corps 11 et un épaulement correspondant 30 ménagé sur le siège de soupape 19» L'élément de soupape 20 peut être plus particulièrement 25 caractérisé en ce qu'il comprend un élément de soupape rigide 31 et un élément de soupape élastique 32 fixé à l'élément 31. Ce dernier peut de préférence être en métal (comme le siège de soupape 19) et il présente une surface[fcronconique 33 de forme correspondant à celle de la surface 24- du siège de soupape 19, et une 30 surface postérieure 34- perpendiculaire à l'axe et une surface antérieure 36 également perpendiculaire à l'axe. L'élément de soupape élastique 32 peut être fait de caoutchouc synthétique ou matière équivalente, et il est annulaire ou en forme de disque pour présenter deux surfaces 37 et 38 perpendi-35 culaires à l'axe, et une surface périphérique 39 reliant les surfaces 37 et 38. La surface antérieure 37 àe l'élément de soupape élastique 32 s'appuie contre la surface 34- de l'élément de soupape rigide 31 et la surface postérieure 38-s'appuie contre une des deux surfaces parallèles espacées 38 et 4-0 d'une bride annulaire 69 21338 -4- 2034921 41. Les surfaces 38 et 40 de la bride 41 sont reliées par la surface périphérique 42 dont le diamètre est seulement légèrement plus petit que le diamètre de la surface cylindrique 17 pour guider l'élément de soupape 20 en lui permettant de coulisser dans 5 la surface cylindrique 17 tout en permettant au fluide de s'écouler axialement en passant au delà. L'élément de soupape élastique 32 est par conséquent monté en sandwich entre l'élément de soupape rigide 31 et la bride annulaire 41. De plus, toutefois, l'élément de soupape élastique 32 10 est maintenu en place par un tenon cylindrique 43 qui relie la surface postérieure 34 de l'élément de soupape rigide 31 et la surface antérieure 38 de la bride annulaire 41, et qui est reçu dans un trou central 44 pratiqué dans l'élément de soupape 32. En se reportant au ressort 21, on voit que son extrémité 46 15 s'appuie contre une surface de fond 47 dans le corps 11 et contre une surface opposée 48 de la bride annulaire 41. Le ressort 21 sollicite ainsi constamment l'élément de soupape 20 vers la droite (en observant la figure 1) ou vers la position de fermeture. En fonctionnement, l'écoulement de fluide à travers la soupape 10, 20 de l'entrée 12 à la sortie 13» à une pression et un débit suffisants pour surmonter l'effet de rappel du ressort 21, produit le décollement de l'élément de soupape 20 de son siège 19. Les positions relatives prises par les diverses parties quand la soupape 10 est ouverte, sont indiquées à la figure 1. 25 Lorsque l1écoulement de fluide est interrompu à travers la soupape, l'effet de rappel du ressort 21 déplace l'élément de soupape 20 vers la droite ou vers son siège. Lorsque l'élément de soupape 20 se déplace pour s'appuyer sur son siège, la surface antérieure 37 de l'élément de soupape élastique 32 vient au contact 30 de la surface ou épaulement 27 de siège de soupape 19• Le contact matière élastique contre métal entre l'élément de soupape 32 et 1'épaulement 27 assure un joint exceptionnel d'étanchéité au fluide, comme le savent les spécialistes. Lorsque la surface antérieure 37 de l'élément de soupape 38 35 est d'abord amené en contact avec 1'épaulement 27, la surface conique 33 de l'élément de soupape 32 est encore espacée de la surface conique 24 du siège de soupape 19. Les dimensions du ressort 21 lui permettent de comprimer axialement l'élément de soupape élastique suffisamment pour forcer la 69 21338 2034921 surface de métal de l'élément de soupape 31 en bon contact étanche avec la surface ou épaulement de métal 24. En résultat du contact métal contre métal entre l'élément de soupape 31 et le siège de soupape 19) quelle que soit la montée de la pression du fluide 5 sur le côté d'aval de la soupape *10 et dans la chambre 18, l'élément élastique 32 qui assure l'étanchéité au fluide, n'est pas écrasé davantage ou déformé autrement. Ainsi, l'élément de soupape 20 est construit et disposé de façon que l'élément de soupape élastique 32 soit déformé seulement 10 suffisamment pour fournir un joint serré d'étanchéité au fluide entre la face antérieure 37 de cet élément 32 et l1épaulement 27 et, à ce moment, l'élément de soupape 31 en métal est amené en contact avec la surface conique d'épaulement 24 du siège de soupape 19 en métal. 15 Conformément à l'invention, on confère à la soupape 10 non seulement de bonnes caractéristiques d'étanchéité mais aussi une aptitude à se prêter à une force importante sur l'élément de soupape 20, dans le sens de la fermeture, sans faire subir à cet élément de soupape une déformation inadmissible, ou autre, propre à 20 réduire la durée de service de là soupape 10. En outre, l'élément de soupape élastique 32 est relié én un ensemble fixé à l'élément de soupape rigide 31 du fait du tenon cylindrique et du trou 43 et 44 et aussi du fait du montage en sandwich entre la surface postérieure 37 de l'élément de soupape 25 rigide 31 et la surface antérieure 38, de la bride annulaire 41. Ainsi, on empêche la séparation des éléments de soupape élastique et rigide 31 et 32» ' Il va de soi que l'invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel indicatif, mais nullement limitatif, et 30 que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les Revendications annexées. 69 21338 -6- 2034921 EEVENDICATIORS 1. Soupape de retenue du type champignon comprenant- un. cçrps ou boîte de soupape ayant une entrée et une sortie et un passage d'écoulement allongé relié à cette entrée et à cette sortie, un 5 siège de soupape dans ce passage présentant une première surface rigide et une seconde surface d1épaulement, un élément de soupape composite comprenant un élément de soupape élastique et un élément de soupape rigide réunis en un ensemble solidaire et mobiles pour venir en contact avec la première surface et la seconde surface 10 d1épaulement décalées axialement et angulairement, et des moyens élastiques pour rappeler vers son siège ledit élément de soupape, cet élément de soupape étant construit et disposé de façon que, lorsque ledit élément de soupape se déplace vers son siège, l'élément de soupape élastique s'appuie sur ladite première surface 15 d1épaulement avant que l'élément de soupape rigide s'appuie sur la seconde surface d'épaulement. 2. Soupape suivant la Revendication 1 dans laquelle l'élément de soupape rigide est en métal et l'élément de soupape élastique est en caoutchouc synthétique. 20 3. Soupape suivant la Revendication 1 dans laquelle la pre mière et la seconde surfaces d'épaulement sont planes et les surfaces de contact des éléments de soupape.sont de forme correspondante. 4. Soupape suivant la Revendication 1 dans laquelle le siège 25 de soupape est évidé axialement et la première surface d1épaulement s'étend perpendiculairement à l'axe à partir de l'évidement, et la seconde surface d'épaulement est de forme .conique dans le dit évidement. 5. Soupape suivant la Revendication 4- dans laquelle l'élé-30 ment de soupape élastique est en forme de disque et"présente une surface perpendiculaire à l'axe qui peut venir en contact avec la surface d*épaulement perpendiculaire à l'axe. 6. Soupape suivant la Revendication 4- dans laquelle l'élément de soupape rigide est de forme tronconique et présente une 35 surface extérieure qui peut venir en contact avec la surface d'é-paulement conique» 7. Soupape suivant la Revendication T dans laquelle on prévoit un tenon cylindrique s'étendant axialement à partir de l'élément de soupape rigide et une bride annulaire sur ce tenon et 69 21338 -7- 2034921 espacée dud.it élément de soupape rigide, l'élément de soupape élastique étant de forme annulaire et ajouré centralement pour recevoir le tenon, de sorte que l'élément de soupape élastique est monté sur ledit tenon en sandwich entre la bride annulaire et l'élément de soupape rigide.