Brevet FR2253957A1 — publié le 19750704

Le secteur technique de l'invention est celui des soupapes à clapets. On connais déjà, dans de telles soupapes, des clapets manoeuvrés par des membranes soumises sur leurs faces à inaction de fluides sous pression. Dans le cas de soupapes de sécurité sur réservoirs à hydrocarbures, l'une des faces de la membrane est mise en relation avec l'intérleur d'un tel réservoir par des moyens de servo-commande, dont la distribution fait participer la pression interne dudit réservoir, en conjugaison avec la pression extérieure, à la manoeuvre dudit clapet. En général, dans les agencements connus, la membrane n'est guère protégée vis-à-vis des actions des pressions et des effets dynamiques des écoulements; en outre, ces écoulements eux-mSmes sont gênés par des défauts de profilage des parois qui en limitent les veines. La présente invention a pour but de remédier à de telles défectuosités. Elle concerne à cet effet une soupape à clapet, à commande sous l'action d'une membrane associée à une chambre que ferme ladite membrane, chambre accessible à un fluide d'actionnement, caractérisée par le fait quelle comporte, sur une enveloppe de clapet, une cloison entre corps de clapet et membrane, ladite cloison offrant d'un c8té une paroi profilée de soutien de membrane, en position de fermeture de clapet, et de l'autre, une portée d'appui de la périphérie de la tête de clapet, pour la position d'ouverture de ce dernier. Les applications de 1 t invention rencontrent principalement dans le domaine des soupapes de sécurité, servo-commandées en pression et dépression, de réservoir à hydrocarbures. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, d'une forme d'exécution d'une telle soupape à clapet donnée à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut gtre mise en -pratique. La figure 1 montre une telle soupape à clapet ouvert, en coupe. La figure 2 la montre à clapet fermé. La soupape représentée comporte, sur une bride 1 de fixation à une tubulure provenant dXua réservoir, un carter de collecte de fluide 2 dans lequel pénètre une rehausse 3 terminée par un siège 4 de clapet, matérialisé Fi par un Joint convenablement retenu en tzete de rehausse. Ce carter 2 entoure la rehausse 3 par une volute de collecte 5, convenablement profilée, qui amène en écoulement correct le fluide à un raccord d'échappement 6, terminé par une bride 7 de raccordement. A l'oppose' de l'extrémité de la rehausse 3, la paroi de la volute 5 offre une perforation 8 à rebord épaulé 9. Cette paroi limite une cloison qui offre, de façon extérieure à la volute 5, une portée profilée 10 sensiblement conique, entourée par un siège Il d'application du bord 12 d'un couvercle 13, avec interposition de la bordure d'une membrane de manoeuvre 14, dont la région centrale mobile, solidaire d'un clapet qui va être ci-après décrit, peut se déplacer entre la portée 10- et la paroi également profilée interne 15 du couvercle 13. La région centrale de la membrane 14 est solidaire d'un clapet 16. Ce dernier est monté par une garniture 17 sur une tige-guide 18, plongeant centralement dans la rehausse 3 mais portée par le carter 19 d'une servo-commande, monté sur le sommet du couvercle 13. La liaison entre membrane et clapet se fait par serrage sous une assiette 20 maintenue sous la tette de la garniture 17, assiette à bord légèrement relevé et d'un diamètre sensiblement égal à -celui de l'ouverture 8. La tête de clapet 16 forme une tulipe profilée 21, pourvue d'une bordure 22 en dépassement du corps de ce clapet, pour coopérer avec ltépaulement 9 de bordure de la perforation 8, dans laquelle passe librement, mais à jeu réduit, ce corps de clapet. De cette façon, à l'ouverture du clapet, cette tulipe 21 s'évase à partir de l'axe de ltécoulement dans la rehausse et vient se raccorder tangentiellement avec la paroi de volute 5, ce qui amène l'établissement d'un flux offrant le minimum deperturbations. L'étanchéité peut être établie à la Jonction entre bordure 22 et épaulement 9 en y disposant, en cas de besoin, un Joint souple. A la fermeture du clapet au contraire (figure 2) la tulipe 21 s'applique sur le joint 4. Dans cette situation, on canstate que la membrane 14 est appuyée sur la portée 10, ce qui évite à cette dernière toute fatigue inutile qui serait créée par ltaction du fluide de commande admis derrière cette membrane 14 dans le couvercle 13 sous l'effet de la servo-commande 19. La partie restant libre de la membrane apparat t faible, entre bord d'assiette 20 et bord de perforation 8. De m8me en position d'ouverture (figure 1) la membrane 14 est très proche de la paroi interne de couvercle, et même peut trouver appui en cas de besoin, sous le couvercle 13, ce qui en limite ainsi la déformation possible. On constate que cette disposition permet de supporter entièrement la membrane 14, à la fermeture du clapet 16, position quasi-permanente, sur toute sa région eomprise entre son maintien sur le clapet 16 et assujetissement périphérique entre corps de volute 5 et couvercle 13. I1 est donc possible d'utiliser pour une telle membrane des matières très diverses et des formes différentes, sans risque d'allongement ou dtéclatement et sans assuJetissements autres que ceux qui sont imposés par-exemple pour des questions de compatibilité avec les fluides de manoeuvre et de passage. De mime, pour la position d'ouverture, une protection est obtenue par la Jonction à assiette 20 sur le clapet 16; la proximité ou même la portée de la membrane 14- vis-à-vis de la paroi 15 du couvercle procure le même avantage; cette protection peut être renforcée par l'étanchéité éventuellement assurée par Joint entre bord 22 et épaulement 9. La continuité de forme entre tulipe 21 et volute 5, en position de clapet ouvert, assure un rendement amélioré à l'écoulement de fluide. La levée du clapet 16 est bien définie par des portées usinées. Les flexions de tige-guide 18 sont évitées ou limitées par portée du diamètre externe du corps de clapet 16 contre bordure d'ouverture 8, de sorte que le travail éventuel de flexion de tige-guide 18 reste limité à l'intérieur du domaine élastique de la -matière qui la constitue. On peut aussi préserver légalité des angles de déflexion de la membrane 14 par rapport à sa position moyenne, ce -qui évite de mettre ladite membrane en traction dans l'une quelconque des ses positions extres. plein/ Bien entendu, un clapet ici représenté w ait être allégé dans le cas de faibles pressions de tarage, par une configuration creuse par exemple. I1 est à noter que l'épaisseur du clapet permet d'y aménager la tulipe 21 précitée, ee qui donne un - passage de fluide accru en éliminant toute-pertes de charge qui seraient dues, par exemple, à des obstacles divers tels que supports de membrane, discontinuités de profils et autres, que l'on rencontre dans les soupapes classiques. Il va de soi en outre que, sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modificatiqns aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites. REVENDICATIONS 1.- Soupape à clapet, à actionnement par membrane fermant une chambre de commande accessible à un fluide moteur, chambre associée à une enveloppe de clapet, caractérisée par le fait que ladite enveloppe de clapet comporte, entre membrane et clapet, une cloison qui offre, dtun côté, une paroi profilée de soutien de membrane pour la position de-fermeture dudit clapet et, à ltopposé, une portée d'appui de la périphérie de la teste dudit clapet mobile en position d'ouverture. 2.- Soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le clapet offre un corps limité périphériquement par une paroi coulissant à faible jeu dans une ouverture de ladite cloison. la revendication 1 ou/ 3. - Soupape sels la revendication 2, caractérisé par le fait que la tête de clapet est profilée en tulipe s'évasant depuis le voisinage de son axe et se raccordant tangentiellement au profil correspondant de ladite cloison, pour la position d'ouverture dudit clapet. 4.- Soupape selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la torte de clapet est pourvue d'une bordure en relief, coopérant-en butée, à l'ouverture de clapet, avec une portée à épaulement dans l'ouverture de ladite cloison. 5.- Soupape selon la revendication 4, caractérisée par le faD qutun joint souple est interposé entre bordure et épaulement. 6. - Soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ltenveloppe de clapet forme une volute de raccordement à une tubulure, ladite volute recevant une autre tubulure par une rehausse pénètrant la volute et formant, en teste, siège de clapet. 7. - Soupape selon la revendication 6, caractérisée par le fait que le siège est formé par un joint souple. 8.- Soupape selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le clapet épais, est plein. 9.- Soupape selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le clapet épais est allégé. 10.- Soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite chambre est limitée par un couvercle, intérieurement profilé et pourvu en tête d'un carter d'agencement de servo-commande, admettant à volonté un fluide de commande dans ladite chambre. 11.- Soupape selon la revendication 1, caractérisée par. le fait que le clapet coopère avec une tige-guide solidaire du fond de ladite chambre. 12.- Soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'rattache de membrane au clapet est réalisée par prise entre le corps de clapet et une assiette rigide qui offre sensiblement le mame diamètre. l Soupape selon la revendication 12, caractérisée par le fait que ladite assiette offre une bordure profilée, relevée.