Brevet FR2159213A1 — publié le 19730622

L'invention a pour objet une soupas de surette à diaphragme. Dans les soupapes de sûreté à diaphragme antérieurement conn-.es, l'étroite fente recouverte par le diaphragme de la soupape se trouve, soit en tant que fente de siège entre 11 élément d'obtu-ration et le siège de la soupape, soit en tant que fente de guida entre l'élément d'obturation et la zone de passage qui guide l'élu ment d'obturation (voir Brevet Allemand N 840.182, figure 6 et figure 7). La partie de la fente qui est recouverte, ; e ce fait la délimitation de la surface sur laquelle s'exerce la pression et d'où provient la force de séparation agissant sur le diaphr.Rgme, se trouve sur le bord interne dans le cas d'une fente de siège, et à l'extérieur du bord extérieur du siège de soupape dans le cas d'une fente de guidage. Pour cette raison, dans le cas d'une fente de guidage, la surface soumise à la pression est plus grande d'au moins la valeur de la surface du siège de soupape que dans le cas d'une fente de siège. La force de séparation active est augmentée dans les mêmes proportions. Pour cette raison, la fente de guidage recouverte par le diaphragme convient pour les pressions faibles. C'est un but de l'invention de réaliser une soupape de sûreté à diaphragme qui, tout en tenant compte des propriétés particulières des deux types de fentes recouvertes par des diaphragmes, convienne pour des pressions très différentes. L'invention est caractérisé en ce que la partie supérieure de la cage de soupape s 'étend sous forme de zone de passage jusqu'à l'élément d'obturation et constitue avec lui une fente de guidage étroite recouverte par un diaphrag;ne, en ce que par ailleurs, une bague intercalaire, servant de siège de soupape, s'avance jusque dessous de l'élément d'obturation et constitue avec celui-ci une deuxième fente, à savoir une fente de siège, recouverte par un deuxiè- me diaphragme, et en ce que finalement, un diaphragme est bridé sur un des côtés de la bague intercalaire. On connait déjà une soupape de sûreté à diaphragme comportant deux diaphragmes (voir Brevet ille-.land Ï 951.406, figure 3), mais seul un de ces diaphragmes est un diaphane de soupape. L'autre diaphragme recouvre un intervalle important sur lequel il n'est pas soutenu contre la pression. I1 n'est donc pas un diaphragme de soupape. Une bague intercalaire sans siège de soupape sépare les bords des deux diaphragmes. Dans la soupape de sûreté conforme à l'invention, pour les pressions basses et moyennes, on ne prévoit qu'un seul diaphragme de soupape et sur l'autre côté de la bague ntercalaire7 on peut placer un élément d'étanchéité. Pour les pressions éLevées, et pour obtenir une étanchéité particulièrement efficace, on bride un diaphragme sur chaque coté de la bague intercalaire. Le diaphragme de soupape inférieur est cisaillé lors de la déchE > rge de la soupape sans .ue le diaphragme supérieure exerce une résistance supplémentaire -notable. Cette résistante peut encore être diminuée en donnant au siège de soupape une forme conique. Le diaphragme de soupape commence d'abord par céder beaucoup lorsque l'élément d'obturation se soulève. La partie inférieure de la cage de soupape comporte un collet de soutien qui soutient la partie de paroi conique d'un dia phragme de soupape bridé entre ce collet et la bajoue intercalaire. Afin de soutenir la partie centrale du diaphragme lorsqu'il se produit une contrepression dans la soupape, on prévoit dans l'debout d'entrée de la cage de soupape un siège auxiliaire sur lequel repose librement, à une petite distance de l'élément d'obturation, un support de contrepression pour les diaphragmes de la soupape. On peut également s'opposer à la contrepression en prévoyant sous l'élément d'obturation déjà existant et entre les surfaces centrales des deux diaphragmes de soupape prévus un deuxième élément d'obturation qui repose sur le siège de soupape de la bague intercalaire. La soupape comporte ainsi un élement d'obturation supérieur et un élément d'obturation inférieur. Afin de maintenir en liaison étroite avec l'élément d'obturation la partie centrale des diaphragnes qui est séparée lors de la réponse de la soupape, on prévoit que cette partie centrale comporte sur son côté inlérieur une indentation ayant un fond bombé vers le haut et une paroi, de préférence dépouillée, indentation dans laquelle se loge une protubérance du diaphragme de la soupape prévue dans ce but qui s'applique étroitement dans l'indentation sous l'action de la pression. I1 est prévu en outre qu'un disque support bombé vers le bas et co--portant un téton orienté vers le bas percé de préférence d'un trou taraudé, est enfoncé à force dans l'indentation. Ainsi, le diamètre extérieur du disque support est augmenté ; en général, le bombement s'inverse et le diaphragme est fermement maintenu. Be téton sert à retirer le disque support. Pour le foncticnnement de la soupape, il est avantageux que les diaphragnes c'e soupape utilisés comportent chacun une gorge de rupture. Le dessin représente schématiquement quelques exemples de réalisation de l'invention, seule la partie centrale de la soupape concernée par l'invention étant représentée. Quel- ques parties et quelques intervalles à proximité des diaphragmes de la soupape, et principalement l'épaisseur de ceux-ci, sont fortement grossis. - la figure 1 représente une soupape de sûreté à diaphragme comportant deux diaphrag;es de soupape - la figure 2 représente une autre réalisation des parties de soupape représentées sur la figure 1 - la figure 3 montre une forme de réalisation avec deux éléments d'obturation ; et - la figure 4 représente un disque support pour un des diaphragmes. Sur la figure 1 sont représentées la partie inférieure 1 et la partie supérieure 2 de la cage de soupape.T'éiément d'ostu- ration 3 est assujetti au ressort 4 et a une partie en retrait 5. Dans celle-ci se logent les diaphragmes de soupape 6 et 7 qui sont bridés entre les parties 1 et 2 d'une part, et la bague intercalaire 8 d'autre part. Sur la bague intercalaire se trouve le siège de soupape 9. La zone de passage 43 forme avec ltélément d'obturation 3 la fente de guidage 44, dont l'extrémité couverte par le diaphragme supérieur 6 se trouve sur le bord extérieur du siège de soupape 9. Be diaphragme 6 a une gorge de rupture 10 dans laquelle pénètre une nervure 11 de 1L bague intercalaire. 'l'extrémité de la fente de siège 45 recouverte par le diaphragme inférieur 7 se trouve sur le bord intérieur du siège de soupape 9. Pour le diaphragme 6, la surface soumise à 2 pression à l'intérieur de la fente recouverte est supérieure de la valeur approximative de la surface du siège de soupape à la surface correspondante du diaphragme 7. Ce dernier comporte une gorge de rupture 12 à l'endroit où la fente 45 est recouverte, et une autre gorge de rupture 13 dans laquelle pénètre la nervure 14. La partie inférieure de la cage de soupape comporte un collet de soutien 15 pour le diaphrag-;ie inférieur. Celui-ci et le diaphragme supérieur sont également soutenus par le support de contrepression 16 qui repose librement sur un siège auxiliaire 18 à une petite distance de l'élément d'obturation 3. La partie en retrait 5 de ce dernier guide la protubérance 19 du support de contrepression. Sur la figure 2, 21 désigne la partie inférieure et 22 la partie supérieure de la cage de soupape. I,'élémellt d'obturation sur 23 appuie/Le diaphragme supérieur 24 sur le siège de soupape conique 25 de la bague intercalaire 26. Stélément d'obturation est revetu d'argent en 27. 28 désigne e diaphragme inférieur, 29 le support de contrepression. Celui-ci comporte-les éléments de guidage 30. Be collet de soutien 33 de la paroi conique du diaphragme 28 constitue une pièce séparée dans l'embout d'entrée 32. Il porte les saillies 31 qui servent de siège auxiliaire. Be diaphragme 24 recouvre la fente de guidage 34, le diaphragme 28 recouvre la fente de siège 35 entre le siège de soupape 25 et ltéléwent c'obtu- ration 23 recouvert par le diaphragme 24. Sur la figure 3, un deuxième élément d'obturation 53 est placé sous l'élément d'obturation 50 et entre les diaphragmes 51 et 52. Il repose sur le siège de soupape 54 dc la bague intercalaire 55 et comporte -ne indentation à paroi dépouillée 56 et dont le ond 57 est bombé vers le haut. Dans cette indentation pénètre la partie en saillie 58 du diaphragme 52. Un disque support 59, initialement bombé vers le bas, enfoncé dans l'indentation, fixe la position du diaphragme 52 en agissant également conne support de contrepression. Le disque support comporte, pour qu'on puisse le retirer, un téton 60 muni d'un trou taraudé 61 dans lequel peut pénétrer un outil de traction. Sur la figure 4 est représenté le disque support 59 en coupe, zains à grande échelle, et dan 501 état initial 59a, c'està-dire bombé vers le bas. Dans le téton 60 est prévu le trou tarau dé 61. On utilise comme matériau pour le disque support de l'aluindium. Rr7VIIGATIONS 1. Soupape de sûreté à diaphragme dont la cage de soupape comporte une bague intercalaire sur laquelle on peut brider de chaque côté un diaphragme et comportant une fente étroite pouvant être recouverte par un diaphragme, caractérisée en ce que la partie supérieure (2) de la cage de soupape s'étend en tant que zone de passage (43) jusqu'à l'élément d'obturation (3) et constitue avec celui-ci une fente (44) pouvant être recouverte par un diaphragme de soupape (6), à savoir une fente de guidage, en ce que la bague intercalaire (8) servant de siège de soupape (9) s'avance jusqu'en dessous de ltélélent d'obturation (3) et forme avec celui-ci une deuxième fente (45) pouvant être recouverte par un deuxième diaphragme (7), à savoir une fente de siège, et en ce qu'un diaphragme (6,7) est bridé au -oins sur u côté de la bague intercalaire (8). 2. Soupape de sûreté à diaphragme selon la revendication i, caractérisée en ce que le siège de soupape (25) est conique. 3. Soupape de sûreté à diaphragme selon la revendication i, caractérisée en ce que la partie inférieure (1,21) de la cage de soupape comporte un collet de soutien (15, 33). 4. Soupape de sûreté à diaphragme selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans l'embout d'entrée (17) de la cage de soupape est placé un siège auxiliaire (18), sur lequel repose un support de contrepression (16) pour les diaphragmes (6,7), placé à une petite distance de l'élément d'obturation (3). 5. Soupape de surjeté à diaphragme selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on place sous l'élément d'obturation (50) existant et entre les surfaces centrales des deux dianhragmes prévus (51, 52) un deuxième élément d'obturation (53), qui repose sur le siège de soupape (54) de la bague intereclaire (55). 6. Soupape de sûreté à diaphragme selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'obturation (53) comporte sur sofl côté inférieur une indentation ayant une paroi dépouillée (56) et un fond (57) bombé vers le haut, indentation dans laquelle se loge une protubérance (58) du diaphragme (52) prévue dans ce but. 7. Soupape de sûreté à diaphragme selon les revendications 1 et 6, caractérisée en ce que l'on enfonce par force dans l'indenta- tion (56, 57) un disque support (59a) bombé vers le bas comportant un téton (60) orienté vers le bas et muni d'un trou taraudé (61). 8. Soupape de sûreté à-diaphragme selon les revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les diaphragmes utilisés comportent chacun au moins une gorge de rupture (10, 12, 13).