Brevet FR2302460A1 — publié le 19760924

La présente invention concerne une soupape d'arrêt munie d'une pièce de fermeture à garniture d'étanchéité souple, déplagable au moyen d'une tige, cette pièce présentant, en-dsssous de sa partie de garniture d'étanchéité souple, un anneau métallique qui vient en appui dans le boitier lors de la fermeture de la soupape, et qui provoque, dans le cas d'un déplacement de la tige se poursuivant dans la direction de fermeture, une oompression de la garniture d'étanchéité souple contre le siège du boîtier, Une réalisation simple de ce type est connue par le brevet allemand N0 1.087.860. bans un siège de soupape réalisé partiellement conique, un corps en caoutchouc tronconique fixé å I'extrémité de la tige de soupape s'appuie sur un décrochement s'étendant horizontalement. Afin d'empêcher la compression du corps en caoutchouc dans le siège de soupape par suite de forces excessives exercées sur le volant, dont la oonséquence serait la destruction du corps en caoutchouc, un disque métallique est disposé au-dessus du corps en caoutchouc. Celui-ci est d'un diamètre supérieur au bord supérieur du siège de soupape et s'appuie sur le siège de soupape lorsque la soupape est fermée.Le risque de la traversée par le siège de soupape est ainsi évité dans une certaine mesure, mais le corps en caoutchouc comprimé sur le décrochement dans le siège de soupape est très légèrement endommagé par la compression de bord se produisant alors. Nn outre, le décrochement entraine des problèmes considérables en ce qui concerne les pertes de charge i l'intérieur de la soupape. Une forme de réalisation un peu améliorée est connue par le brevet français BO 734.651. Afin d'exclure des détériorations du corps en caoutchouc comprimé sur le décroche "'eut, un disque métallique a été placé devant celuici. Le corps en caoutchouc, dans ce cas particulier un anneau d'écartement en caoutchouc, s'appuie sur le disque métallique reposant sur le déorochement dans le siège de soupape et est comprimé au moyen du second disque métallique disposé au-dessus de l'anneau d'écartement en caoutchouc dans le siège. Les deux disques métalliques et l'anneau d'écartement en caoutchouc intermédiaire sont fixés sur la tige de soupape au moyen d'une vis.La pièce de fermeture se distingue sans doute par sà d simplicité, mais par suite de la vis traversant la pièce de fermeture, ne peut être mise en oeuvre que dans des installations à faible pression. Le danger existe que le fluide quisficoule puisse, dans le cas d'une pression quelque peu aoorue,pénétrer entre le disque métallique inférieur et la tête de la vis et s'éohapper dans la partie supérieure de la pièce de fermeture et conduire dans le cas extrême a l'éclatement de l'anneau de caoutchouc. Le Modèle d'utilité allemand N0 1.894.967 présente une forme de réalisation constituant un progrès. Autour du noyau métallique de la pièce de fermeture, est disposée une garniture d'étanchéité souple en forme de bande qui coopère avec un siège de soupape cylindrique présentant un décrochement. Afin d'exclure les détériorations de la garniture d'étanchéit souple inévitables sur le bord du décrochement, on a placé en avant, tout comme dans le brevet français 734.651, un anneau d'étanchéité métallique. La garniture d'étanchéité souple s'appuie sur l'anneau d'étanchéité métallique reposant sur le décrochement du siège cylindrique et est comprimé de façon hermétique sur les parois de siège cylindriques par le noyau métallique de -la pièce de fermeture. Mais dans cette forme de réalisation existe à nouveau le risque de l'éjection par compression de la garniture d'étanchéité souple hors du siège de soupape par suite de forces de volant trop grandes. Il n'est pas à exclure non plus que l'anneau d'étanchéité métallique, disposé uniquement par collage, ne se détache de la pièce de fermeture dans le cas de manoeuvres fréquentes de la soupape. Il peut alora soit se coincer dans le siège de soupape, soit être entrainé par l'écoulement dans le système de canalisation. Le décrochement à proximité du siège de soupape agit sur l'écoulement comme un diaphragme, de sorte qu'il faut compter ici avec des pertes de charge considérables. Toutes les soupapes d'arrêt jusqu'ici citées présentent encore l'inconvénient que des dépôts se fixent sur le décrochement dans le siège de soupape et peuvent conduire à des défauts d'étanchéité et à des destructions des pièces de fermeture. L'invention a par oonséquent pour objet de réaliser une soupape d'arrêt du type indiqué ci-dessus, dont la garniture d'étanchéité souple est garantie de façon sûre contre une destruction. Le problème est résolu par le fait que la zone du siège de soupape du boîtier est réalisée de façon conique et que le diamètre extérieur de l'anneau d'étanchéité métallique correspond à un diamètre supérieur au diamètre minimal du siège conique. Grâce à la disposition conforme à l'invention, il est assuré que l'anneau d'étanchéité métallique s'appuie dans un siège de soupape favorable à l'écoulement, réalisé de façon conique et ne présentant auoun décrochement, de sorte qu'il serve de Jutée pour la garniture d'étanchéité souple. Afin d'exclure une application par pression excessive de la pièce de fermeture dans le siège de soupape, on prévoit selon une autre caractéristique que, sur le diamètre extérieur de la partie métallique de la pièce de fermeture disposée au-dessus de la partie de garniture d'étanchéité souple, sont disposées plusieurs saillies réparties sur toute la périphérie et servant de limitation de course, qui lorsque la pièce de fermeture est complètement comprimée dans le siège conique, viennent adjacentes à la partie supérieure du siège conique. Cette forme de réalisation avantageuse permet également que la soupape puisse être fermée pour différentes forces exercées sur le volant, mais que la partie de garniture d'étanchéité souple ne puisse pas être éjectée par compression du siège de soupape; La garniture d'étanchéité souple est alors uniquement déformée dans la limite élastique du matériau de garniture d'étanchéité et ainsi sa durée de service est accrue de plusieurs fois. Comme forme de réalisation de l'anneau d'étanchéité métallique particulièrement favorable, facile à fabriquer et à monter, on prévoit selon une autre caractéristique de l'invention de faire glisser sur une saillie, en forme de champignon et de contour extérieur non circulaire, de la partie métallique de la pièce de fermeture à garniture d'étanchéité souple, l'anneau d'étanchéité métallique correspondant à la saillie par son contour interne, et de le fixer axialement par rotation. Au lieu de la fixation à baionnette de l'anneau d'étanchéité métallique sur la pièce de fermeture de soupape, il est également possible que l'anneau d'étanchéité métallique glissé sur une saillie soit fixé à l'aide d'un anneau élastique maintenu au moyen d'une rainure ou d'une saillie.Une autre forme de réalisation est également possible selon laquelle l'anneau d'étanchéité métallique est fabriqué en matériau élastique et est muni d'une fente, tandis que la pièce de fermeture de soupape possède une saillie s'élargissant vers le siège de soupape en vue de la fixation de l'anneau d'étanchéité métallique. Gracie à une telle réalisation de l'anneau d'étanchéité et des parties le maintenant, un détachement spontané de la pièce de fermeture est exclu avec une sécurité assez bonne. Sn outre, l'anneau d'étanchéité métallique et les parties le maintenant en position peuvent être introduites dans la garniture d'étanchéité souple.Ainsi une diminution de la sécurité de fonctionnement, par exemple par suite de la corrosion des parties maintenant ou fixant l'anneau d'étanchéité métallique est évitée par leur pénétration dans l'anneau d'étanchéité élastique. L'utilisation d'un siège de soupape lisse et ne présentant aucune saillie empêche en outre de façon sure la fixation de dépote et provoque par la forme plus favorable à l'écoulement un abaissement considérable de la valeur Zeta. Pour des conditions de fonctionnement déterminées, la pièce de fermeture peut être entourée d'un revêtement élastique. Une destruction du revêtement dans le cas de la soupape abaissée par vissage et des saillies adjacentes est exclue, car le revêtement est guidé dans la zone entre les saillies autour de la pièce de fermeture. Enfin la surface d'appui des saillies na sont pas munies du revêtement. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté sur les figures et est décrit en détail ci-après. La Figure I représente une soupape d'arrêt conforme à l'invention. La Figure 2 représente une pièce de fermeture de soupape conforme à l'invention avec un anneau d'étanchéité métallique maintenu par verrouillage à baïonnette. La Figure 3 représente une coupe à travers un anneau d'étanchéité métallique maintenu par un anneau élastique. Dans le cas de l'exemple représenté sur les figures, il s'agit d'une vanne comprenant une tige filetée à son intérieur. Sur la tige 1 est fixé le corps métallique 2 de la pièce de fermeture de soupape. Pour la réception de la garniture d'étanchéité souple 3, le corps métallique 2 présente une saillie 5 s'évasant en direction du siège de soupape 4, au-dessus de laquelle est glissé l'anneau d'étanchéité métallique 6 élastique et présentant une fente. L'anneau d'étanchéité métallique 6 est vulcanisé dans la garniture d'étanchéité souple 3. Au cas où cette liaison serait rompue par des circonstances défavorables quelconques, la saillie élargie 5 empêcherait une chute de l'anneau d'étanchéité métallique 6 réalisé de façon élastique dans ce cas. Sur le diamètre extérieur de la partie qui est disposée au-dessus de la garniture d'étanchéité souple et qui recouvre celle-ci de la partie métallique 2 de la pièce de fermeture, sont disposées plusieurs saillies 7 réparties sur toute la périphérie et venant en contact avec la partie supérieure du siège de soupape conique 4. Elles limitent, dans le sens de fermeture, la course de la pièce de fermeture et empêchent ainsi une surcharge de la garniture d'étanchéité souple 3. Lors du processus de fermeture, l'anneau d'étanchéité métallique 6 s'appuie, par suite de son diamètre extérieur plus grand, dans le siège de soupape 4 et sert, en liaison avec la surface conique du siège, de butée pour la pièce de fermeture. En vue d'éviter des détériorations à l'intérieur du siège de soupape 4,les bords de l'anneau d'étanchéité métallique 6 présentent un arrondi. La Figure 2 représente en vue de dessus un anneau d'étanchéité métallique 9 présentant un oontour interne en forme d'ellipse 8. Celui-ci est enfoncé au-dessus d'une saillie 10, réalisée de façon correspondante en forme de champignon, du corps métallique 2, non représenté, et assuré contre une chute par une rotation de 900 à la façon d'ur verrouillage à balonnette. A la figure 3, un anneau d'étanchéité métallique concentrique 11 est glissé de façon lâche au-dessus d'un tenon cylindrique 12 et assuré contre une chute par un anneau élastique 13. L'anneau élastique 13 est firé en position par une rainure 14. REVRiDICATIONS 1.- Soupape d'arrêt munie d'une pièce de fermeture à garniture d'étanchéité souple, déplaçable au moyen d'une tige, cette pièce présentant en-dessous de sa partie de garniture d'étanchéité souple, un anneau métallique qui vient en appui dans le boîtier lors de la fermeture de la soupape, et qui provoque, dans le cas d'un déplacement de la tige se poursuivant dans la direction de fermeture, une compression de la garniture d'étanchéité souple contre le siège du boîtier, caractérisée en ce que la partie de siège de soupape du boîtier est réalisée de façon conique et en ce que le diamètre extérieur de l'anneau d'étanchéité métallique (6, 9, 11) correspond à un diamètre supérieur au diamètre minimal du siège conique (4). 2.- Soupape d'arrêt selon la revendication 1, caractérisée en ce que, sur le diamètre extérieur de la partie métallique (2) située au-dessus de la partie de garniture d'étanchéité souple de la pièce de fermeture, sont disposées plusieurs saillies (7) réparties sur toute la périphérie, servant de limitation de course, qui, lorsque la pièce de fermeture est complètement comprimée dans le siège conique (4), sont adjacentes à la zone supérieure du siège conique (4). 3.- Soupape d'arrêt selon la revendication 1, caractérisée en ce que, sur une saillie (10), en forme de champignon et de contour extérieur non circulaire, de la partie métallique (2) de la pièce de fermeture à garniture d'étanchéité souple, est glissé l'anneau d'étanchéité métallique (9), correspondant par son contour interne (8) à la saillie 10), cet anneau étant assuré axialement par rotation. 4.- Soupape d'arrêt selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'anneau d'étanchéité métallique (11) glissé au-dessus d'une saillie (12) est fixé par un anneau élastique (13) maintenu par une rainure (14) ou une saillie. 5.- Soupape d'arrêt selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'anneau d'étanchéité métallique (6) est réalisé en un matériau élastique et est muni d'une fente, tandis que la pièce de fermeture possède une saillie (5) s'évasant vers le siège de soupape (4) en vue de la fixation de l'anneau d'étanchéité. 6.- Soupape d'arrêt selon la revendication 1 et l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que l'anneau d'étanchéité métallique (6, 9, 11) et les parties (5, 10, 13) le maintenant en position sont introduits dans la garniture d'étanchéité souple (3).