Brevet FR2310504A1 — publié le 19761203

La présente invention concerne une soupape perfec tionnée destinée spécialement à être utilisée pour la coupure d'urgence d'un fluide tel que gaz et huile. La soupape du type concerné utilisée jusqu'à présent comprend un bottier de soupape entourant une chambre de soupape et possédant un organe de commande de soupape dans la partie supérieure > une tige de soupape s'étendant à partir de cet organe , à travers la paroi supérieure du boitier de la chambre de soupape , un corps de soupape fixé à ltextrémi- té inférieure de la tige de soupape , et un siège de soupape formé intégralement avec le bolStier, au-dessus du corps de soupape pour lui faire face Le corps de soupape est , à l'état normal , poussé vers le bas et séparé du siège de soupape par l'organe de commande de soupape, mais en cas d'urgence la force de poussée de l'organe de commande est supprimée et le corps de soupape est brusquement poussé contre le siège de soupape par la force d'un ressort. Dans un tel type de soupape de coupure, il est nécessaire de percer un trou , plus grand que le corps de soupape , dans la paroi du bottier de la soupape , ou de diviser ce bottier en deux parties pour introduire le corps de soupape dans la chambre de soupape . Après introduction du corps de soupape , le trou est fermé par un couvercle , ou les deux parties sont réunies . Bien qu'un joint d'étanchéité soit employé pour assurer ltétanchéité et empocher la fuite du fluide, il est très difficile de ltempecher complètement.En outre , relativement à la mise en place dans le bordier, il est malaisé d'usiner convenablement le siège de la soupape , et dans le cas d'un boitier en deux parties , le tracé et l'usinage du joint entre celle ci sont difficiles à exécuter. Un but de cette invention est en conséquence de proposer une constitution de la soupape, perfectionnée en ce qu'elle ne présenterait pas ladite ouverture recouverte , ni une face de séparation du bottier de soupape , et serait exempte des risques de fuite Ce but peut être atteint parfaitement en conformité avec cette invention.Une soupape ainsi conçue comprend un boiter de soupape qui présente des orifices d'entrée et de sortie , des première et seconde voies de passage du fluide reliées respectivement aux orifices d'en trée et de sortie, une paroi de séparation essentiellement horizontale entre les première et seconde voies de passage du fluide , une chambre de soupape prévue sous cette cloison , et à l'extrémité de la première voie de passage du fluide , une porte d'accès de soupape ménagée dans la paroi de séparation et un siège de soupape orienté vers le bas autour de cette porte de soupape ; une tige de soupape s'étendant de l'extérieur du boiter de soupape en passant à travers la paroi supérieure de celui-ci et la porte de soupape jusqu'à la chambre de soupape; un corps de soupape fixé a l'extrémité inférieure de la tige de soupape et faisant face du dessous au siège de soupape et un organe de commande motrice prévu à l'autre extrémité de la tige de soupape . Suivant une particularité de cette invention , le boftier de soupape pré sente un alésage cylindrique d'un diamètre plus grand que celui du corps de soupape et qui s'étend à travers la paroi supérieure et la paroi de séparation, jusqu a la chambre de soupape , et un élément cylindrique est monté par frettage ( fixation par retrait du métal) dans l'alésage cylindrique L'extrémité inférieure de l'élément cylindrique fait face à la chambre de soupape , et une partie de sa paroi latérale fait face à la seconde voie de passage du fluide.L'élément cylindrique comprend la porte de soupape et le siège de soupape prévu à l'extrémité inférieure, une troisième voie de passage du fluide et un trou axial de bout en bout, dans lequel la tige de soupape est introduite de façon coulissante D'autres objets et particularités de cette invention vont être décrits plus en détail dans la description qui suit , en référence aux dessins joints , dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe verticale représentant un exemple de soupape du type antérieur La figure 2 est une vue en coupe verticale représentant une réalisation de la soupape suivant cette invention Dans les dessins , les mêmes références sont données aux éléments composants de même structure Si l'on se reporte à la figure 1, on voit que la soupape du genre antérieur comprend un boitier de soupape 1 présentant un orifice d'entrée 2 et un orifice de sortie 3, dans l'un et l'autre des cotés . Les ori fices d'entrée 2 et de sortie 3 sont reliés respectivement à la première voie 4 et la seconde voie 5 de passage du fluide , et une cloison de séparation 6 est prévue entre elles . Un trou de porte de soupape circulaire 7 est percé dans la cloison de séparation 6 , et un siège de soupape 8 est formé sur la face inférieure de la cloison 6 et autour du trou 7.La première voie du fluide 4 est agrandie à ltetémité sous le trou de porte 7 , pour former une chambre de soupape 9. Une tige de soupape 10 s'étend de l'extérieur à travers la paroi supérieure du bottier 1 et le trou de porte 7 jusqu'à la chambre de soupape 9, et un corps de soupape en forme d'un disque circulaire 11 est fixé à l'extrémité inférieure de la tige 10 A l'état normal , la tige de soupape 10 est poussée vers le bas par une tige de poussée 12, qui est reliée à un dispositif pour actionner la soupape (non représenté) , et le corps de soupape 11 est écarté du siège de soupape 8.Mais en cas d'urgence, la force de poussée du dispositif de poussée est enlevée de la tige 12, et le corps de soupape 11 vient s'abattre sur le siège de soupape 8 pour fermer la soupape Pour réaliser cette construction, il a été indispensable de faire une ouverture 14, plus grande que le corps de soupape 1 1 , dans le fond du bolier de soupape 1, pour introduire le corps de soupape 11 dans la chambre de soupape 9 . Après la mise en place du corps de soupape Il l'ouverture 14 est fermée par un couvercle 15 . Dans cette construction , il est difficile de maintenir l'étanchéité à l'égard du fluide du couvercle 15 , et la fuite du fluide entre le couvercle 15 et le bolier 1 est inévitable , quel que soit le joint d'étanchéité employé .De plus, dans cette construction, le travail d'usinage du siège de soupape 8 est effectué à travers l'ouverture 14. On comprendra ai ment que ce travail ne doit pas.être sifacile . Une autre méthode a été utilisée pour introduire le corps de soupape 11 dans la chambre de soupape 9, c'est celle qui consiste à diviser le boiter de soupape 1 en deux parties , soit une moitié supérieure comprenant la porte de soupape 7 et le siège de soupape 8 , et une moitié inférieure comprenant les orifices d'entrée 2 et de sortie 3 . Cependant, dans cette construction, l'inconvénient de la fuite subsiste entièrement eest même parfois accru, bien que le travail d'usinage du siège de soupape soit quelque peu facilité , comparativement à ce qui est le cas avec la construction de la figure 1 Considérant maintenant la figure 2, on voit que soupape selon la présente invention comporte aussi un boitier de soupape 1 présentant des orifices d'entrée 2 et de sortie 3, une première voie 4 et une seconde voie 5 de passage du fluide , une cloison de séparation 6 et une chambre de soupape 9, et une tige de soupape 10 possèdant un corps de soupape 11 sous forme d'un disque circulaire 1 1 à son extrémité inférieure .Le boiter 1 est dans son ensemble en forme de T , et se compose d'un cylindre vertical 16 destiné à être mis en liaison avec le dispositif actionnant la soupape (non représenté ) , et de deux branches horizontales 17 et 18 comportant les orifices d'entrée 2 et de sortie 3 prévus pour leur raccordement avec les canllisations d'utilisation (non représentées). Suivant l'axe du cylindre vertical 16 il est foré un trou cylindrique 19 dont le diamètre est essentiellement plus grand que celui du corps de soupape 11. Ce trou cylindrique 19 traverse la cloison de séparation 6 et atteint la chambre de soupape 9. Dans les deux branches 17 et 18 un taran- dage femelle 20 et 21 a été effectué pour les canalisations de raccordement. Sur le sommet du cylindre vertical 16 on a vissé un chapeau 22 , après avoir placé entre les deux parties un joint de caoutchouc 23. Dans le trou cylindrique 19 du bottier 1, un élément cylindrique 24 a été engagé et y est fixé par joint de retrait (frettage) Un trou de porte 7 a été ménagé dans l'élément cylindrique 24 et un siège de soupape 8 a été formé sur la face inférieure de cet élément. Le trou de porte 7 communique avec une voie de fluide coudée 25 qui s'ouvre dans la seconde voie de fluide 5 en traversant la paroi latérale de l'élément cylindrique 24, Dans la face supérieure de l'élément cylindrique 24 il a été exécuté un trou fileté 26 , dans lequel est vissé un obturateur 27 qui presse un joint de caoutchouc 28. Suivant l'axe de ltélément cylindriqne 24 et de l'obturateur 27 , il a été foré un trou dans lequel la tige de sou- pape 10 est montée à coulisse . Une gorge 29 a été taillée dans la paroi intérieure du trou de tige de soupape de l'élément cylindrique 24 , et un joint annulaire en O ( à section transversale circulaire ) 30 y est logé pour empêcher la fuite du fluide. Dans cette réalisation de l'invention, le corps de soupape 11 est fait d'une seule pièce avec la tige de soupape 10, et un joint de caoutchouc 31 est encastré dans la face supérieure du corps de soupape 11, laquelle fait face au siège de soupape 8. Sur l'autre extrémité de la tige de soupape 10 est fixé un disque 32 à l'aide de vis ou moyen analogue (non représenté) . Un ressort hélicordal 13 est placé entre le disque 32 et l'obturateur 27 de façon à pousser vers le haut la tige de soupape 10 et le corps de soupape Il .Ainsi, à l'état normal > le disque 32 est poussé vers le bas par une tige de poussée 12 de l'organe de commande de la soupape (non représenté) ; mais en cas d'urgence la tige de poussée 12 est libérée , et la tige de soupape 10 saute pour fermer la soupape Dans la fabrication de la soupape de fermeture de la figure 2, le boiter de soupape 1, l'élément cylindrique 24, la tige de soupape 10 avec le corps de soupape et autres pièces composantes sont travaillés sépa rément . En particulier , dans ce cas , la paroi intérieure du trou cylindrique 19 du boitier 1 et la paroi extérieure de l'élément cylindrique 24 sont finies de façon que le diamètre intérieur du trou 19 est légèrement moindre que le diamètre extérieur de l'élément 24 , cela en vue de l'assemblage par frettage Le joint annulaire en " O " 30 est ensuite placé dans la gorge 29, et la tige de soupape 10 est introduite dans l'élément cylindrique 24. Le boiter de soupape 1 ayant été chauffé , l'élément cylindrique 24 , avec la tige de soupape 10 , y est introduit , puis le bottier est refroidi pour serrer et fixer en place l'élé- ment 24. Après quoi , les autres éléments composants sont successivement fixés et assemblés Dans le cas ci-dessus , le siège de soupape 8 , le trou de porte 7 et la voie de passage de fluide 25 sont formés avant que l'élément cylindrique 24 soit introduit dans le boitier de soupape 1 . Ces pièces peuvent par conséquent être travaillées très facilement , en comparaison avec les pièces de la soupape du genre antérieur . En outre , le trou cylindrique 19 du bottier 1 ne nécessite qu'un simple travail de perçage . Ainsi, le travail d'usinage de la soupape selon l'invention est relativement plus facile que celui de la soupape du genre précédent. De plus , l'accouplement par frettage entre le bolier 1 et l'élément cylindrique 24 assure une étanchéité au fluide effective permanente, ce qui est plus qu'une égalité vis-à-vis du genre précédent. Telle qu'elle vient d'être décrite ci-dessus , cette invention propose une soupape de fermeture qui est, tant dans sa fabrication que dans son utilisation , plus avantageuse que la soupape du genre précédent R EVENDICATIONS 1 . Soupape de fermeture comprenant un boitier de soupape qui présente des orifices d'entrée et de sortie , une première et une seconde voie de passage du fluide communiquant respectivement avec ces orifices d'entrée et de sortie, une cloison de séparation essentiellement horizontale disposée entre les première et seconde voies de passage du fluide , une chambre de soupape située sous la cloison de séparation , et à l'extrémité de la première voie de passage du fluide, une porte de soupape ménagée dans la cloison de séparation et un siège de soupape disposé vers le bas et autour de la porte de soupape ; une tige de soupape s'étendant de l'extérieur du boitier de soupape en passant à travers la paroi supérieure de celui-ci pour. aller jusqu'à la chambre de soupape ; un corps de soupape fixé à l'extrémité inférieure de la tige de soupape et faisant face , de dessous , au siège de soupape ; et un dispositif de commande de la soupape prévu à l'autre extrémité de la tige de soupape ; caractérisé en ce que le boitier de soupape présente un trou cylindrique dans sa paroi supérieure , ce trou cylindrique a un diamètre plus grand que celui du corps de soupape et s'étend à travers la paroi supérieure et la cloison de séparation pour aller jusqu'à la chambre de soupape , un élément cylindrique est logé dans ledit trou cylindrique où il est maintenu en place par joint de frettage , la face inférieure de cet élément cylindrique a un diamètre plus grand que celui du corps de soupape et s'étend à travers la paroi supérieure et la cloison de séparation pour aller jusqu'à la chambre de soupape , un élément cylindrique est logé dans ledit trou cylindrique où il est maintenu en place par joint de frettage, la face inférieure de cet élément cylindrique fait face à la chambre de soupape , une partie de la face latérale de l'élément cylindrique fait face à la seconde voie de passage du fluide , cet élément cylindrique comprend la porte de soupape et le siège de soupape situés dans et sur ladite face inférieure , une troisième voie de passage du fluide faisant communiquer la porte de soupape avec la seconde voie de passage du fluide et un trou axial percé de part en part, et la tige de soupape est montée à coulisse dans ce trou axial 2 .Procédé de fabrication d'une soupape de fermeture ; cette soupape de fermeture comprenant un boiter de soupape qui présente des orifices d'entrée et de sortie , une première et une seconde voie de passage du fluide communiquant respectivement avec les orifices d'entrée et de sortie , une cloison de séparation essentiellement horizontale prévue entre la première et la seconde voie de passage du fluide , une chambre de soupape prévue sous la cloison de séparation et à l'extrémité de la première voie de passage du fluide , nne porte de soupape ménagée dans la cloison de séparation et un siège de soupape dirigé vers le bas et formé autour de cette porte de soupa pe ; une tige de soupape s'étendant de ltextdrieur du boitier de soupape en passant à travers la paroi supérieure de celui-ci et la porte de soupape pour aller jusqu'à la chambre de soupape ; un corps de soupape fixé à l'extrémité inférieure de la tige de soupape et faisant face , de dessous , au siège de soupape ; et un dispositif de commande de la soupape prévu à l'autre extré- mité de la tige de soupape ; caractérisée par les opérations consistant à percer un trou cylindrique dans la paroi supérieure et à travers la cloison de séparation du boitier de soupape , préparer un élément cylindrique ayant un diamètre légèrement plus grand que celui du trou cylindrique, > exécuter la porte de soupape dans la partie inférieure et former le siège de soupape sur la face inférieure de l'élément cylindrique, percer une troisième voie de passage du fluide et un trou axial de part en part dans cet élément cylindorique, cette troisième voie de passage dufluide communiquant avec la porte de soupape et s'ouvrant sur la face latérale de ltélément cylindrique et le trou axial percé de part en part étant mis à une dimension convenable pour admettre le montage à coulisse de la tige de soupape , et monter l'élé- ment cylindrique dans le trou cylindrique du bottier de soupape au moyen du procédé de frettage après avoir introduit la tige de soupape fixée au corps de soupape dans le trou axial percé de part en part , par quoi l'orifice de la troisième voie de passage du fluide dans la face latérale de l'élément cylindrique se trouve placé en face de la seconde voie de passage du fluide de sorte que la première et la seconde voie de passage du fluide sont mises en communication seulement par cette troisième voie de passage du fluide