Brevet FR2199082A1 — publié le 19740405

la présente invention concerne un clapet, vanne, ou robinet de fermeture du genre adapté à être monté sur des conduits ou tuyau. de tous genres, par exemple conduits d'alimentation pour gaz ou liquide dssns l'industrie chimique, ou tuyaux alimentant en énergie pneumatique ou hydraulique les cylindres actionnés par pression et autres éléments analogues. L'invention se réfère plus particulièrement à un clapet de fermeture de genre connu présentant une enveloppe allongée qui renferme un piston mobile. À mi-chemin environ entre ces extrémités l'enveloppe a deux ouvertures situées en face l'une de l'autre, et le piston présente un passage transversal pour établir dans une de ses positions la communication entre ces ouvertures, communication qui est interrompue quand le piston se déplace en une autre position. Dans les dispositifs connus de ce genre, l'enveloppe de clapet est de forme cylindrique, de même que le piston, et ceci crée un problème difficile, qui consiste à ménager une étanchéité satisfaisante entre la paroi cylindrique courbe entourant l'extré- mité intérieure d'une ouverture et la paroi courbe de piston qui entoure l'extrémité en regard du passage transversal. La présente invention a pour objet de réaliser un clapet de fermeture permettant de résoudre ce problème d'étanchéité de manière satisfaisante. L'invention propose dans ce but une disposition selon laquelle le passage qui traverse le piston s'étend entre deux surfaces planes opposées de celui-ci, chacune des ouvertures de l'enveloppe étant munie d'une bague d'étanchéité qui présente une surface terminale plane disposée en contact avec la surface plane respective du piston. De préférence, l'enveloppe du clapet présente un profil uniforme en coupe transversale, de 1' une à l'autre de ses extrémités. Les objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront par ailleurs de la description que l'on va en donner ci-après, portant sur des modes de réalisation choisis à titre d' exemple et représentés sur les dessins annexés, dont les figures 1 et 2 sont des vues en coupe longitudinale à travers un clapet, en positions ouverte et fermée, construit suivant un premier mode de réalisation la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 1 les figures 4 et 5 sont des coupes longitudinales en posi tions ouverte et fermée, se rapportant à un deuxième mode de réalisation de clapet la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne vI-VI de la figure 4 la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-V I de la figure 5. Sur les figures 1 à 3, une enveloppe de clapet 10 présente, en coupe transversale, un profil intérieur de forme sensiblement ovale, la face intérieure de la paroi de cette enveloppe étant composée, en fait, de deux surfaces planes parallèles , 11, 12, situées face à face et reliées par deux surfaces conformées 13, 14 de forme semi-circulaire. L'enveloppe 10 contient un piston mobile 15 qui en occupe un peu plus des deux tiers de la longueur intérieure. Vu en coupe transversale, le piston 15 a une forme qui correspond au profil intérieur en coupe transversale de l'enveloppe 10. Les extrémités du piston 15 sont recouvertes par des plaques 16, 16' en plastique ou caoutchouc plastique, que l'on peut fixer par traitement de durcissement ou au moyen de vis 17. Les dimensions des plaques 16, 16' sont telles que leurs parties en bordures entrent en contact étanche avec la paroi entourante de l'enveloppe 10. À mi-chemin environ entre ses extrémités, l'enveloppe 10 présente des ouvertures 18 et 19 formées en face l'une de l'autre dans les parties de paroi respectives 11 et 12 de forme intérieure plane. Dans la position extrême du piston 15 représenté sur la figure 1, ces ouvertures 18 et 19 communiquent l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un passage transversal 20 pratiqué dans le piston 15.Des bagues d'étanchéité 21 en matériau plastique sont insérées dans les ouvertures 18, 19 de telle sorte que leurs surfaces terminales respectives, situées en regard l'une de l'autre, entrent en contact étanche avec les surfaces planes correspondantes du piston. À l'extérieur de l'enveloppe 10, les ouvertures 18, 19 sont reliées à des raccords de tuyauterie convenables, par exemple des raccords femelles 22, 23 à taraudage intérieur, fixés à la paroi de manière non représentée. Les parois terminales 24, 25, de l'enveloppe 10 ont des alésages taraudés destinés à recevoir les extrémités de conduits respectifs 26 et 27 adaptés à être branchés à une source de pression non représentée, pneumatique ou hydraulique, par l'intermédiaire de clapets pilotes pour permettre de déplacer le piston entre ses deux positions extrtmes. Cependant, dans le mode de réalisation que l'on vient de dé cotre, il suffit de connecter une seule extrémité de l'enveloppe 10 à un. source de pression (i itaide du conduit 26) étant donne que. le mouvement in piston à partir de la paroi terminale 252 située du côté Opposé, se fait sous l'action d'un organe a' ressort. C 'est ainsi que que le piston 15 a deux troue borgnes parallèles 30, 31 (figure 31 situés de part et d' autre du passage transversal 20 et allant d'une extrémité du piston 15 jusque presque l'autre extrémité du pistou des ressorts hélicoidaux 28 et 29 étant inaérée sous compression dans ces trous respectifs 30 et 31, de telle sorte que leurs extrémités extérieures s'appuient sur la face intérieure en regard de la paroi terminale 25 de l'enveloppe 10. Bien entendu, la plaque d'étanchéité 16' a des trous de passage pour ces ressorts.Les ressorts 28, 29 assurent en permanence à l'élément mobile du clapet (le piston 15) la position fermée (figure 2), tant que ce clapet n'est pas soumis à l'influence d'une source d'énergie extérieure. Le dispositif à clapet que l'on vient de décrire est surtout destiné à titre monté sur des conduits d'alimentation. S'il s'agit de monter le clapet dans un conduit à air comprimé relié à une extrémité d'un cylindre de travail par exemple, il doit également être muni d'une sortie d'échappement d'air quand l'air comprimé est dirigé vers l'autre extrémité du cylindre. Des moyens aménagés dans ce but sont représentés sur les figures 1 et 2. C'est ainsi que l'une des surfaces latérales planes du piston 15 présente, près de l'extrémité du piston, un évidement 32 proche de la paroi terminale 25, et un passage 33 est ménagé dans la paroi en regard de l'enveloppe 10, de telle sorte que son extrémité intérieure soit relativement proche de l'extrémité intérieure de l'ouverture 19. En position de fermeture du clapet (figure 2), ltévidement 32 se situe de telle sorte qu'il établit la communication entre l'ouverture 19 et le trou d'échappement 33. Inversement cette communication est interrompue quand le clapet est en position d'ouverture, celle représentée sur la figure 1. Le mode de réalisation des figures 4 à 7 peut, dans certains cas, avoir la préférence du fait d'un mode de fonctionnement plus simple, et, par conséquent, d'un prix de fabrication moins élevé. Dans ce mode de réalisation le piston a des parties terminales :ylindriques dimensionnées pour être guidées dans une enveloppe cylindrique correspondante. L'enveloppe de clapet 34 présente a l'intérieur une forme cylindrique et renferme un piston 35 guz- en occupe trois quarts de la longueur environ. le piston 35 a- deux parties terminales cylindriques 3 & et 37 nrwiies de gerges periphériques destinées à recevoir des bagues d'étanchéité 38, 39 et 40 (par exemples des bagues Q) adaptées à réaliser l'étanchéite contre la paroi entoupante du cylindre. Entre les parties terminales cy1idriques 3 & 37, le pistai a deux surfaces latérales planes opposées 41 et 42, pratiquées par usinage parallèles l'une à- l'autre ainsi qu'à l' axe du cylindre. Entre les deux surfaces planes 41 et 42 se trouve un passage transversal 43. Pour une position extr8me du piston (figure 5) chaque extrémité du passage 43 communique avec une extrémité d'un raccord de tuyauterie femelle respectif, 44, 45, inséré à travers la partie en regard de paroi de l'enveloppe 34, ces deux raccords femelles étant alignés l'un sur l'autre.Les surfaces terminales intérieures des raccords de tuyauterie femelles 44, 45 sont parallèles aux surfaces planes 41, 42 du piston et rapprochées, chacune d'elles de la surface de piston correspondante. A l'extrémité intérieure de chacun des raccords de tuyauterie 44, 45 se trouve une gorge périphérique intérieure qui retient une bague d'étanchéité 46 présentant une surface plane terminale en contact avec la surface correspondante 41 ou 42 du piston, ces gorges périphériques pouvant, si on le juge souhaitable, avoir les dimensions requises pour recevoir une bague de butée 47.Sur la figure 4 le piston 35 est représenté en position haute, dans laquelle les bagues d'étanchéité 46 entrent en contact avec les surfaces planes 41 et 42 du piston au-dessous du passage 43, lequel est ainsi fermé. lia paroi terminale supérieure 48 de l'enve- loppe de clapet a un alésage taraudé 49 destiné à recevoir l'extrémité filetée d'un conduit 50 que l'on peut brancher, par l'intermédiaire d'un clapet pilote non représenté, à une source de pression, à l'aide de laquelle on peut forcer le piston en position basse, représentée sur la figure 5. De même que dans le mode de réalisation décrit en premier lieu, le piston des figures 4 à 7 est adapté à se déplacer vers le haut sous l'action d'un organe à ressort. Dans ce but, le piston 35 a un trou borgne 54 qui, partant de son extrémité inférieure arrive presque jusqu' au passage transversal 43, et dans lequel sont insérés sous compression deux ressorts hélicoïdaux concentriques 52, 53 qui reposent chacun, par une extrémité, contre la face intérieure de la paroi terminale 51 de l'-enveloppe 34. De la sorte, le piston se trouve toujours en position de fermeture quand il n'est pas soumis à une autre force agissant en sens opposé. ainsi qu'il ressort des figures 4 et 5* le ressort extérieur 52 est plus. épais, donc plus robuste, que le ressort intérieur 53. La disposition est telle que le. ressort robuste 52 se trouve pratiquevent complètement détendu quand le piston occupe. la position de fermeture de la figure C. Dans cette position seul le piston relativement faible 53, encore légèreme; comprimé, agit sur le piston. Ceci pet de diminuer l'effort de. poussée quand le piston arrive en position haute. I1 convient également de mentionner que la chambre délimitée par l'enveloppe de clapet se trouve en communication avec l'atmosphère en dessous de l'extrémité inférieure du piston, à travers une ouverture 55 pratiquée dans la paroi terminale 51. Si on le juge souhaitable cette ouverture 55 peut être munie d'un filtre à air. Bien entendu les dispositions décrites et représentées pourront faire l'objet de diverses variantes et modifications sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Clapet de fermeture comportant une enveloppe allongée qui contient un piston mobile et présentez à mi-cben;in environ entre ses extrémités, deux ouvertures situées en face l'une de l'autre, un passage transversal étant menagé dans le piston pour mettre ces ouvertures en communication l'une avec l'autre quand le piston occupe une position donnée, et pour interrompre cette communication quand le piston se déplace en une autreposition, caractérisé en ce que le passage à travers le piston s'étend entre deux surfaces latérales planes opposées de celui-ci, chacune des ouvertures de l'enveloppe étant munie d'une bague d'étanchéité qui présente une surface terminale plane en contact avec la surface plane en regard du piston. 2) Clapet suivant la revendication 1 dont les extrémités de l'enveloppe présentent des ouvertures, une au moins de celles-ci étant adaptée à être reliée à une source de pression par 1' inter- médiaire d'un clapet pilote. 3) Clapet suivant la revendication 1 dans lequel une des surfaces latérales planes du piston présente un évidement qui, en position de fermeture du piston, met l'une des ouvertures en communication avec un passage d'échappement ménagé à travers la paroi de l'enveloppe. 4) Clapet suivant la revendication 1, dont le piston a des parties terminales cylindriques dimensionnées pour coopérer avec une paroi cylindrique correspondante de l'enveloppe, les ouvertures en regard de l'enveloppe étant formées par deux raccords de tuyauterie femelles insérés à travers la dite paroi de fermeture et portant à leurs extrémités intérieures des bagues d'étanchéité adaptées à entrer en contact avec les surfaces planes latérales du piston.