Brevet FR2376977A1 — publié le 19780804

L'invention est relative aux obturateurs appartenant à la classe des robinets à soupapes, et plus particulièrement aux soupapes dites des sureté, ou simplement dites soupapes, dans lesquels ltob- turateur, dit aussi clapet, soumis à l'action d'un ressort, se déplace par translation perpendiculairement au plan du siège, la transmission des efforts du ressort étant transmis au clapet en général par un porte-clapet, qui le plus souvent, est en forme de chape coiffant le siège. Dans ces conditions, le fluide stéchappe de la buse , entre le clapet et le siège, d'abord dans une direction parallèle au plan du siège, puis dans une direction perpendiculaire au plan du siège. I1 est aussi connu d'utiliser une bague coaxiale avec la buse et de profiler le profil de cette bague, de manière à faire varier la section de passage du fluide dans la seconde partie de son trajet. En service normal, une soupape est fermée tant que la pression agissant sur le clapet est incapable de vaincre ltaction antagoniste du ressort qui applique le clapet sur son siège. Lorsque la pression augmente en amont du clapet, il arrive un moment où les forces en présence s'équilibrent de telle sorte que la pression spécifique du clapet sur son siège devient nulle. C'est le début dtouverture à laquelle est liée une pression appelée *pression de début d'ouverture". Le clapet ayant commencé à se soulever, les gaz pénètrent dans une chambre dtoù ils ne peuvent réchapper qutà travers un orifice secondaire de section reluite qui, en freinant leur débi- > , augmente leur pression. Cette pression agissant alors sur une surface de clapet accrue crée une force désormais susceptible de vaincre l'action du ressort. Le réglage d'une bague en modifiant la section de l'orifice secondaire permet de faire varier la pression engendrée dans la chambre et par conséquent, la force additionnelle qui écarte le clapet de son siège et provoque l'ouverture brusque de la soupape. Une fois la soupape ouverte, le flux gazeux tend à stéchapper par un nouvel orifice annulaire délimité par les ardtes de la bague de réglage et du porte clapet ; la brusque augmentation du débit de gaz et ltétranglement en ce point donne naissance à une pression dynamique additionnelle qui favorise la levée brusque de la soupape. Les soupapes de ce type, que l'inventeur connait bien pour les avoirs fabriquées pendant de nombreuses années, exigent pour obtenir* l'ouverture totale, c'est-à-dire la levée maximum du clapet, - une pression qui est de l'ordre de grandeur de la pression au début d'ouverture augmentée de 10i, C'est en cherchant à réduire cette marge que 11 inventeur a fait le rapprochement avec les à-coups que l'on constate au cours de 11 ouverture quand on utilise la soupape des canalisations de gaz, à-coups qui ne se produisent pat quand on utilise la stme soupape dans des canalisations d'eau, sauf quand la soupape est surdimentionnée.Dans ces donditions, il lui est apparu que, jus qu'à ce jour, on n'avait pas porté assez dtattention à la nécessité dtavoir une section uniformément croissante entre la section de passas ge au début de l'ouverture et la section de passage en fin d'ouverture. Des essais ont confirmé ce point de vue, du fait mdme ue ltinventeur a obtenu l'ouverture totale avec une augmentation de l'ordre de 5% par rapport à la pression au début dtouverture, avec disparition des à-coups. D'autre part, et étant donné que pendant le processus d'owerture et avec un porte clapet coiffant le siège, le fluide s'échappe d'abord parallèlement au plan du siège, puis perpendiculairement u ce plan, il est apparu qu'il était important de ne pas avoir un changement de direction à angle droit, mais au contraire, qutil y avait intérOt à arrondir cet angle. Les mesures, ci-dessus exposées apportent non seulement les avantages exposées, mais encore évitent une fatigue inutile du ressort, à pression égale du début d'ouverture, ce qui améliore la fiabilité de la soupape dans le temps. Enfin, d'autres perfectionnements sont apportés au fonctionnement de la soupape, d'une part en réduisant au minimum la distance qui sépare le point d'impact de litige du ressort - ou du prolongement de cette tige - sur le porte clapetS ce qui permet de réduire presque à zero les variations que peut subir l'axe de déplacement par rapport à l'axe dè la buse qui porte le siège, d'autre part, en usinant le centrage de la buse dans la région où cette buse pénètre dans la chambre du corps de la soupape, et non pas à ltentrée de la buse dans le corps. D'autre part il a été constaté qu'il yavait intérêt à limiter li levée du clapet au quart environ du plus petit diamètre intérieur de la buse d'entrée ; tout acroissement de levée au dessus de cette valeur est inutile pour l'obtention du plein débit et néfaste pour le ressort donc pour la fiabilité de la soupape. On donnera, ci-après, un exemple de mise en oeuvre de l'idée inventive, sans que le deiandeur entende limiter la portée générique de son invention aux particularités ou par les particularités spécifiques à l'exemple choisi pour l'illustration. Dans les dessins joints, la figure 1 est une coupe de l'ensemble du robinet par l'axe de la buse qui doit coincider avec l'axe de déplacement du ressort. La figure 2 est une coupe partielle, le porte=clapet étant en position ouverture. On a désigné - par 1 le corps de la soupape - par 2 la buse - par 3 le siège fi - par 4 le clapet - par 5 le porte-clapet - par 6 le fut du porte-clapet fi - par 8 le guide du clapet - par 10 la rondelle d'apui du ressort - par 11 le ressort - par 16 un bouchon de purge - par 17 l'écrou d'art ; - par 18 la bague de réglage - par 19 la portée du ressort sur le porte clapet ; - par 20 le point a partir duquel commence l'usinage de la base. Sur les deux figures apparaissent les caractéristiques de l'invention. D'abord le passage 22 qui joint l'orifice primaire 23 qui se produit quand le clapet 4 a légèrement décollé de son siège, à ltorifice secondaire 24 qui abouche dans un espace extérieur. On voit que ces deux orifices sont dans des plans perpendiculaires entre eux (figure 2). Le passage 23 est fermé en figure 1, ouvert en figure 2. On voit que la paroi de la bague est rigoureusement rectiligne Jusqu'au point où elle présente une courbe qui la raccorde au plan du siège 3 du clapet. D'autre part, on voit que la tension du ressort pèse directement sur le porte clapet en 19, ce qui tend à assurer un parfait ali gnement de la partie 26 de la tige qui transmet l'action du ressort Il. Enfin on a désigné par 20 le point où, de préférence, on devra commencer l'usinage interieur de la buse, entre le point 2 et le siège. REVENDICATIONS -------------------------1. - Robinet à soupape du type dans lequel l'obturateur soumis à l'action d'un ressort est à translation perpendiculaire au siège, caractérisé en ce que la section de passage du fluide croit uniformément entre la position de début d'ouverture et la position d'ouverture totale du clapet. 2. ~ Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux dites sections de passages, qui, dune manière en soi connue sont dans des plans plus ou moins perpendiculaires entre eux, ne comportent pas d'angles aigust mais des arrondis. - - Robinet à soupape caractérisé en ce qu'un butée mécanique est prévue pour limiter la course du clapet d'environ un peu plus que le quart du plus petit diamètre intérieur de la buse d'en- trée,