Brevet FR2392305A1 — publié le 19781222

La présente invention se rapporte à une vanne ou soupape d'arrêt à membrane, à commande auxiliaire, pour grands débits, dans laquelle au moins le conduit de commande auxiliaire de 11 évacuation, prévu dans le corps, peut être obturé par un dispositif d'obturation commandé, séparé de la membrane. Pour que l'on puisse, avec une soupape d'arrêt à membrane du type précédemment indiqué, obtenir la pleine ouverture de la soupape sssme à de faiblis pressions, il faut qu'il existe, entre l'espace intérieur de la soupape et l'espace contenant l'armature de commande, une pression différentielle suffisamment elevée qui pousse la membrane ainsi que le plateau contre l'action du ressort de compression, qui s'exerce vers le siège due la soupape, dans le sens de l'ouverture.Avec de telles soupapes, il faut, par conséquent, choisir relativement grand le rapport entre la dimension du conduit de commande dans 1' admis- sion et la dimension du conduit de commande auxiliaire dans l'é- vacation, Cependant, à des pressions assez élevées (par exem- ple 10 bars), et lorsque la soupape est ouverte,' ceci entratne une sollicitation excessive de la membrane, ce qui peut conduire à la destruction de celle-ci et tout au moins à une diminution considérable de la durée de vie de la soupape. La présente intention a par conséquent pour objet de mettre au point une soupape d'arrêt à membrane, à commande auxiliaire, et notamment avec commande élctromagnétique, pour grands débits, qui rende pratiquement impossible une détérioration de la membrane tout en permettant d'atteindre relativement vite la pleins section de passage, une durée de vie relativement longue se trouvant ainsi assurée à ladite soupape.Pour résoudre ce problème, on pourrait songer à renforcer les membranes par du tissu, ce qui donnerait cependant des membranes relativembnt rigides et de Ctt fait une soupape à fonctionnement lent, abstraction faite de l'augmentation du coût. I1 serait en outre possible d'agrandir le conduit de commande auxiliaire dans l'admission , la soupape étant ouverte, par rapport au conduit de commande auxiliaire dans I ' évacuation, par exemple en découvrant des parties de la membrane qu'obture le plateau, lais ceci ne donnerait pas nécessairement touJours des résultats 'identiques, en raison de la dilatation de la membrane. la présente invention résout ce problème de manière simple par nne conception du conauit de commande auxiliaire de l'évacuation qui est telle que, lorsque le dispositif d'obturation est ouvert, le conduit de commande auxiliaire peut en outre être au moins partiellement ouvert ou fermé, en fonction de la position de la membrane. Cependant, dans le cas des soupapes à faibles débits, il est déjà connu en soi (brevet R.F.A. 1 231 988) de disposer lu conduit de commande auxiliaire de l'évacuation dans le plateau de membrane et de ltobturer directement par un joint en caoutchouc prévu dans l'armature plate du système magnétique, lorsque la soupape est arrêtée.Bien que, dans ce cas, l'orifice du conduit de commande auxiliaire puisse se poser sur ce joint, lorsque la soupape est ouverte, le problème précédemment décrit n'inter- vient cependant pas, car les soupapes électromagnétiques à com- mande auxiliaire directe ne conviennent que pour de faibles débits, de sorte que les pressions différentielles mentionnées cidessus n'existent pas dans les mêmes proportions dans ce cas. Une transposition de ce système à grands débits n'est cependant possible que par un renforcement considérable de la commande magnétique, car, dans ce cas, il faut ouvrir un plus grand conduit de commande avec une augmentation simultanée du trajet de 1' ar- mature due à la plus grande course de la membrane. C'est pratiquement sans mettre en oeuvre des moyens supplémentaires lors de la fabrication de la soupape que la présente invention permet d'obtenir une obturation du conduit de commande auxiliaire, lorsque ledit conduit de commande auxiliaire aboutit dans la chambre sous pression, dans la zone d'un plateau de membrane prévu sur la face de la membrane qui est opposée à l'orifice de passage de la soupape.Pour permettre d'obtenir de façon simple la grande course de la membrane sans agrandir le volume hors tout de la soupape d'arrêt à membrane, il est avantageux que le plateau de membrane, qui a la forme d'un corne tronqué, comporte, sur la face opposée à la membrane, un creux où est logé un téton de guidage entouré d'un ressort de contrepression ou de rappel, et une surface d'obturation en forme d'anneau à ltexterieur de ce creux. Selon une caractéristique additionnelle de la soupape d'arrêt conforme à la présente invention, le conduitt de commande auxiliaire aboutit dans un canal annulaire. Selon une autre caractéristique additionnelle de la soupape d'arrêt conforme à la présente invention, la commande auxiliaire est réalisée par un mécanisme de commande électro magnétique comportant de préférence nne armature plate. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par la figure unique du dessin annexé, et de l'explication du fonctionnement de ce mode de réalisation. La soupape d'arrêt à membrane représentée sur le dessin annexé est une soupape électromagnétique à commande auxiliaire, dont l'utilisation est particulièrement avantageuse dans le cadre de la présente invention. Elle est constituée par un système d'entrée ou d'admission et de sortie ou d'évacuation du fluide 1 et par un système de commande 2, qui sont assemblés à l'aide de vis 3 et reçoivent, entre eux, dans la fente de séparation, la membrane 4 proprement dite.Un plateau de membrane 5, qui est guidé à l'aide d'un téton 6 dans le corps 7 du système de commande 2, est fixé par boutonnage dans la membrane 4.Comme l'indique la figure, ledit plateau de membrane 5 a la forme d'un c8ne tronqué et présente un creux 8, sur sa face opposée à la membrane 4, creux dans lequel peut su appuyer le ressort de contre-pression ou de rappel 9 qui entoure le téton 6, lequel se déplace dans un guidage 10. La membrane 4 sépare l'admission 11 de l'évacuation 12, lorsque la soupape est fermée. Le conduit de commande auxiliaire 13 de ltévacuation 12 est relié au conduit de commande auxiliaire 17, qui aboutit dans la chambre sous pression 16, par l'intermédiaire d'un perçage 14 pratiqué dans la tuyère 22, que peut obturer l'armature plate 15.Le conduit de commande auxiliaire 17 présente un appendice 18, qui peut entrer en contact avec une surface d'obturation 19 en forme d'anneau, prévue sur le plateau de membrane 5, lorsque la soupape est ouverte. le conduit de commande auxiliaire de l'admission 11, lequel aboutit dans la chambre sous pression 16, et porte la référence numérique 20, se trouve dans la membrane 4 et est par tieflement'recouverb- par le plateau de membrane 5 lorsque la soupape est fermée. La commande électromagnétique 21 sert à actionner armature plate 15 et, de ce fait, à ouvrir la soupape. Ainsi, les conduits de-commande auxiliaire 13, 17 créent une liaison entre l'admission 11 et l'évacuation 12, et provoquint de ce fait use baisse de pression dans la chambre sous pression 16. Le plateau de membrane 5 se déplace, avec la membrane 4, contre l'action du ressort 9 dans 19 sens de ltou- verture, et la surface d'obturation en forme d'anneau 19 vient en contact avec l'appendice 18 du conduit de commande auxiliaire 17. De ce fait, le plateau 5 de la membrane 4, ainsi que celleci elle-même, se trouvent en suspension, c'est-à-dire qu'il n'existe pratiquement plus de force appuyant le plateau de membrane sur le corps.La pression dans la chambre sous pression 16 a augmenté par rapport à celle qui existe lorsque le conduit de commande auxiliaire 17 est ouvert, car le débit d'évacuation a partir de cette chambre sous pression se trouve ainsi fortement réduit par régulation jusqu'à obtention de l'état de suspension précédemment mentionné. I1 s'ensuit que la pression différentielle sur la membrane est nettement plus faible, de sorte que ladite membrane se trouve moins fortement sollicitée et donc ménagée. Xême avec les pressions de réseau les plus faibles (par exemple, 0,5 bar) , la présente invention permet de choisir le rapport des conduits de commande de telle façon qu'une pression différentielle suffisante pour provoquer l'ouverture soit disponible au-dessus et au-dessous de la membrane. En présence d'une pression d'écoulement de 10 bars, par exemple, la soupape étant ouverte, la pression dans la chambre sous pression 16 augmente approximativement à la meAme valeur, car, peu de temps après l'ou- verture du conduit due commande auxiliaire, celui-ci est à nouveau au moins partiellement obturé. La pression différentielle au-dessus et au-dessous de la membrane reste faible, c'est-àdire que la sollicitation de la membrane est négligeable. Lors de la fermeture de la soupape, la sollicitation de la membrane est également relativement faible, car ellU repose alors sur le plateau de soupape. RViNDICÂTI OS 1. Soupape d'arrêt à membrane, à commande auxiliaire, pour grands débits, dans laquelle au moins le conduit de com- mande auxiliaire de l'évacuations prévu dans le corps, peut être obturé par un dispositif d'obturation commandé, séparé de la membrane, caractérisée par le fait que le conduit de commande auxiliaire (13) de l'évacuation (12) est conçu de façon que lorsque le dispositif d'obturation est ouvert, le conduit de commande auxiliaire (13) peut en outre être au moins partiellement ouvert ou fermé, en fonction de la position de la membrane. 2. Soupape d'arrêt à membrane selon la revendication 1 caractérisée en ce que le conduit de commande auxiliaire (13) aboutit dans la chambre sous pression (16) dans la zone d'un plateau de membrane (5) prévu sur la face de la membrane (4) qui est opposée à l'orifice de passage de la soupape. 3. Soupape d'arrêt à membrane selon la revendication 2 , caractérisée en ce que le conduit de commande auxiliaire (13) aboutit dans un canal annulaire. 4. Soupape d'arrêt à membrane selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4 , caractérisée en ce que le plateau de membrane (5), qui a la forme d'un cône tronqué, comporte, sur la face opposée à la membrane (4), un creux (8) avec un téton de guidage (6) entouré d'un ressort de contre-pression ou de rappel (9), et une surface d'obturation (19) en forme d'anneau à l'extérieur de ce creux (8). 5. Soupape d'arrGt à membrane selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la coi- mande auxiliaire est réalisée par un mécanisme de commande électfromagaétique comportant de préférence une armature plate (15).