Brevet FR2458730A1 — publié le 19810102

1.- L'invention concerne une soupape destinée à être reliée à une conduite dans laquelle l'apparition d'une dépression sera en pratique complètement évitée en permettant à l'air ambiant de pénétrer dans cette conduite par l'intermé- diaire de cette soupape qui est munie d'une plaque mobile de soupape de forme annulaire en un matériau élastique, un côté de cette plaque de soupape étant soumis à la pression qui règne dans une chambre de soupape cylindrique circulaire qui communi- que avec la conduite par l'intermédiaire d'une ouverture dans la partie centrale de cette plaque de soupape, tandis que l'au- tre c8té de cette plaque de soupape est soumis à la pression atmosphérique agissant contre l'action d'une force qui sollicite la plaque de soupape en direction d'un siège de soupape, cet autre c8té de la plaque de soupape étant prévu lorsqu'il est en butée sur le siège de soupape pour fermer une ouverture d'en- trée annulaire pour l'air ambiant. Cette soupape est avant tout prévue pour s'ouvrir automatiquement et pour permettre à l'air d'entrer dans un système de drainage ou dans un système de ca- nalisatibns d'eau afin d'éliminer l'apparition d'une dépression à l'intérieur de ce système, cette soupape étant complètement fermée de façon étanche en l'absence d'une dépression. Du fait que l'eau de drainage circule dans des canalisations non remplies et entraine avec elle de l'air, il est nécessaire de munir les systèmes de drainage i'entrées d'air pour que ces systèmes fonctionnent de façon satisfaisante. Si une entrée d'air n'est pas prévue, la dépression créée sera suf- fisamment importante pour aspirer les barrages ou Joints hydrau- liques permettant ainsi aux gaz dégagés par les ordures de s'é- chapper librement dans l'environnement. Dans les systèmes clas- siques, l'entrée d'air est disposée dans une canalisation aérien- ne se terminant au-dessus du toit de l'immeuble à desservir. En hiver, un tel système présente l'inconvénient que la vapeur d'eau s'échappant par la canalisation d'air se condense et forme de la glace ou du givre à l'orifice d'évacuation de cette canalisa- tion, empochant à un moment donné l'air d'entrer par cet ori- fice. Ceci peut être empêché en prévoyant à l'extrémité de la canalisation d'air, une soupape automatique placée à l'intérieur de l'immeuble et on doit être certain que la soupape fonctionne de façon fiable. En prévoyant l'extrémité de la canalisation à l'intérieur de l'immeuble à desservir, on réalise des économies importantes et on simplifie en outre, l'installation de la ca- nalisation et le travail qu'elle exige, tout en éliminant en même temps le risque de fuites à travers la toiture. La soupape à air doit normalement être fermée et être prévue pour s'ouvrir uniquement lorsque la dépression dépasse 5 mm de colonne d'eau, La soupape doit présenter une ca- pacité élevée même pour une faible dépression afin de convenir pour des systèmes de drainage dans lesquels des barrages ou joints hydrauliques ayant une profondeur de fermeture de 50 mm doivent être protégés. La quantité d'air qui est transportée lorsqu'on rince le système de drainage, peut atteindre jusqu'à fois la quantité de liquide utilisée pour ce rinçage et sa- chant que la différence de pression ne doit pas dépasser 50 mm de colonne d'eau, il est facile de comprendre que la soupape à air ne doit pas réduire la section de passage. Un problème similaire est rencontré dans un système de canalisation d'eau, dans lequel une pression décrois- sante dans la canalisation principale peut avoir pour conséquen- ce que de l'eau contaminée, par exemple de l'eau en provenance d'une toilette ou d'une machine à laver soit aspirée en retour dans la canalisation principale. Pour empêcher une telle aspira- tion en retour d'eau contaminée, des soupapes dites à vide sont normalement disposées pour coopérer avec la toilette ou la machine à laver. Une soupape à air du type décrit dans le préam- bule est connoe par le brevet suédois No 325 237. Dans cette sou- pape connue, l'organe mobile de soupape comporte un diaphragme flexible en forme, d'anneau ayant un bord externe fixé de façon étanche à une plaque de recouvrement de la soupape tandis que le bord interne de ce diaphragme vient normalement en butée con- tre le bord supérieur d'une pièce d'embouchure de ventilation, ce bord supérieur ayant de préférence la forme d'un bord biseauté Ut le diaphragme venant normalement en butée sur cette pièce d'embouchure de ventilation sous l'action d'un poids. Il est important pour le fonctionnement correct de la soupape, que le diaphragme soit bien centré et ajusté, ce qui est difficile à obtenir, le diaphragme ne pouvant, bien entendu, entre autre être accessible pour un examen après le montage de la soupape. 2 Un autre désavantage est que la surface d'ouverture entre le diaphragme et la pièce d'embouchure de ventilation, est très 2. - réduite, bien que la soupape ait de grandes dimensions radiales. D'autres soupapes à air connues sont munies d'une plaque de soupape ou clapet, sollicitée par un ressort, qui est montée de façon à pouvoir pivoter et qui est normalement maintenue en application contre le siège de soupape. Afin d'as- surer un appui étanches la plaque de soupape est munie d'un joint élastique. Il est tout à fait possible qu'avec l'écoule- ment du temps la plaque de soupape prenne une certaine distor- sion ou une position oblique, si bien que le joint n'est pas en mesure d'assurer l'étanchement contre le siège de soupape sous l'action de la force nécessairement faible du ressort. Pour éviter les inconvénients ci-dessus mention- nés des soupapes connues, une autre soupape a été proposée dans laquelle la seule pièce mobile est une plaque de soupape en for- me d'anneau disposée dans un bottier de soupape essentiellement cylindrique et circulaire, présentant une ouverture d'entrée an- nulaire. le jeu dans la direction radiale de la plaque de sou- pape doit itre extrêmement petit lorsque cette plaque occupe sa position d'étanchement. Si ce n'est pas le cas, la plaque de soupape n'est pas en mesure de couvrir l'ouverture d'entrée si cette plaque de soupape doit prendre une position dans laquelle un emplacement quelconque de sa circonférence vient en butée contre la paroi interne du bottier de soupape. Zn outre, le dia- mètre de cette paroi interne doit décroître vers le haut à par- tir du siège de soupape, de façon que si la plaque de soupape prend une position inclinée, elle ne puisse rester dans cette position en s'appuyant contre la paroi interne du bottier de soupape. Ceci suppose que lorsque la plaque de soupape prend une position inclinée, le bord externe le plus bas de cette plaque peut venir se serrer contre la paroi interne inclinée vers l'in- térieur, ce qui a pour conséquence que la plaque de soupape oc- cupe une position ouverte en permanence. Si une hauteur de le- vée relativement importante doit être obtenue, le diamètre de la paroi interne au plafond du bottier de soupape est approxima- tivement égal au diamètre externe de la plaque de soupape, ce qui présente en outre le risque que la plaque de soupape se coin- ce en position ouverte, notamment du fait que la plaque de sou- pape de forme annulaire peut facilement présenter le faux rond nécessaire pour que cette plaque de soupape puisse aisément se coincer et se bloquer. Ceci est notamment le cas lorsque la 3,-_ soupape à air est stockée en reposant sur un côté pendant une certaine période avant d'être utilisée, l'anneau d'étanchement élastique pouvant, dans ce cas, se déformer de façon permanente c'est-à-dire pouvant présenter du faux rond ou de la distor- sion. Le but principal de la présente invention, est de créer une soupape du type mentionné dans le préambule qui soit d'une construction plus simple que les soupapes connues et qui, néanmoins, soit plus fiable dans son fonctionnement que des soupapes connues, et qui ne cesse pas de fonctionner de la manière souhaitée si l'organe mobile de soupape ou le siège de soupape se trouve à être légèrement déformé ou tordu. A cet effet, l'invention concerne une soupape caractérisée en ce qu'elle comporte également une plaque de pression de forme annulaire constituée d'un matériau rigide et disposée sur le dessus de la plaque de soupape avec un faible Jeu par rapport à la paroi interne de la chambre de soupape, cette plaque de pression étant munie sur sa circonférence ex- terne, d'un guide dirigé axialement destiné à empêcher que la plaque de pression prenne une position oblique et présentant, dans la direction axiale, une dimension plus faible que la hau- teur interne de la chambre de soupape. Grâce au guide s'étendant axialement, la plaque de pression est empêchée de se bloquer contre la paroi interne du bottier de soupape, ce qui peut facilement se produire puis- qu'une plaque de pression de construction classique, non munie du guide conforme à l'invention, vient se positionner de façon légèrement oblique pendant son déplacement vers le siège de soupape. Si la soupape est stockée en reposant sur le côté, la plaque de soupape élastique est maintenue plate, si elle est prévue pour adhérer au côté inférieur de la plaque de pression. Même si elle est prévue pour se déplacer librement par rapport à la plaque de pression, la plaque de soupape est maintenue ee-- sentiellement plate par la plaque de pression laquelle est cons- tamment maintenue par le guide axial dans une position o cette plaque de pression est parallèle au plan du siège de soupape. Un avantage particulier apporté par une plaque libre de soupape de la construction décrite, est que cette pla- que peut être très légère. Dans le cas d'une période de dépres- sion de faible durée suivie par une période de surpression 4.- à la fois la plaque de pression et la plaque de soupape sont tout d'abord entraînées vers le haut alors que lorsque la sur- pression intervient, la plaque de soupape est ramenée dans la position de fermeture bien plus vite que la plaque de pression qui a une masse plus importante. Même si la plaque de soupape de faible poids ne réalise pas immédiatement une étanchéité complète, on obtient dans tous les cas une restriction impor- tante jusqu'à ce que la plaque de pression tombe sur la plaque de soupape, avec pour conséquence que cette plaque de soupape assure une étanchéité complète contre le siège de soupape. Dans la réalisation connue comportant seulement une plaque de soupape de forme annulaire, une plaque de soupape dans une position oblique va initialement accomplir un déplace- ment de roulement lorsque la soupape se ferme, ce qui retarde considérablement le mouvement de fermeture. Un tel inconvénient ne se présente pas avec la soupape conforme à l'invention, puis- que la plaque de pression empêche la plaque de soupape de pren- dre une position oblique. Dans ce cas, des possibilités limitées de déplacement de la plaque de soupape n'entraînent pas néces- sairement une réduction de la surface de passage, puisque ce déplacement peut, sans difficulté, avoir en pratique une ampleur quelconque. En tout état de cause, c'est la surface entre les anneaux concentriques constituant le siège de soupape qui déter- mine la surface de passage à laquelle, ainsi qu'on peut facile- ment le comprendre, on peut donner toutes valeurs appropriées sans que les dimensions de la soupape à air deviennent d'une importante déraisonnable. En outre, puisque la plaque de soupape faite de matériau élastique est prévue pour être chargée par la plaque de pression guidée, toute déformation ou torsion mineure de la plaque de soupape, n'affectera pas son fonction- nement dans une mesure importante. I'invention va être maintenant décrite plus en détail en se référant au dessin ci-joint, dont la figure unique montre un exemple préféré de réalisation d'une soupape à air conforme à l'invention, la moitié gauche de la figure étant une vue verticale oh seul le boitier de soupape est représenté en coupe, tandis que la moitié droite montre également les plaques de soupape et de pression en coupe. La soupape à air représentée comporte un raccord de canalisation inférieure 1 dont l'extrémité supérieure revêt 5.- la forme d'un siège interne de soupape 2. Un anneau externe 3 concentrique du raccord de canalisation 1 et comportant un siège externe de soupape 4, est relié avec le raccord de canalisation 1, par l'intermédiaire de supports radiaux 5. L'ouverture entre le raccord 1 et le siège de soupape 4 forme une entrée d'air an- nulaire 6 pour l'air ambiant. L'anneau extérieur 3 de la soupape à air est prévu sur le dessus de celleci avec un recouvrement 7 qui, dans certaines applicationsferme la chambre de soupape 8 ainsi for- mée, mais qui dans la réalisation représentée, est muni d'une ouverture 9 et d'un raccord de canalisation supérieure 10. La soupape à air peut être couplée à un système de canalisation d'eau (non représenté) au moyen des raccords de canalisation 1 et 10. Dans la réalisation représentée, le corps de soupape mobile de la soupape à air comporte deux parties annu- laires séparées, à savoir une plaque de soupape 11 de faible poids en matériau élastique, et une plaque de pression 12 compor- tant sur sa circonférence, une paroi 13 de matériau rigide diri- gée axialement. Lorsque du liquide doit traverser la soupape, ou lorsque la soupape contient du liquide, la plaque de pression 12 est collée sur la surface par laquelle elle est en contact avec la plaque de soupape 11, ou bien elle est jointée à cette surface d'une autre manière appropriée, pour empêcher le liquide de pénétrer sur la surface supérieure de la plaque de soupape et d'exposer cette plaque à une pression de déformation excessi- ve. La paroi 13 peut n'être pas perforée ou bien, ainsi que cela est représenté, peut être munie d'ouvertures 14 de façon à éco- nomiser le matériau et à réduire le poids. Eventuellement, le bord supérieur non perforé de la paroi 13, peut être supprimé, seuls subsistant alors de la paroi 13, les supports axiaux 15. La soupape est normalement fermée comme le re- présente le dessin. Lorsqu'une dépression se produit dans les raccords de canalisation 1, 10, et en conséquence, également dans le bottier de soupape 8, et que cette dépression atteint en- viron 5 mm de colonne d'eau, la pression atmosphérique agissant sur l'autre face de la plaque de soupape 11, soulèvera cette plaque de soupape et la plaque de pression 12, si bien que de l'air peut pénétrer à travers l'entrée d'air 6, de façon à éli- miner la dépression. La plaque de soupape 11 est maintenue dans 6.- 7 _ 2458730 une position horizontale par la plaque de pression 12, dont la paroi 13 empêche cette plaque de pression 12 de prendre une position oblique. Lorsque la dépression cesse, ou bien est suivte par une surpression, la plaque de soupape Il et la plaque de pression 12, reviennent à leur position respective repré- sentée, grâce à quoi la plaque de soupape 11 peut assurer la fermeture ou au moins déterminer une réduction considérable de l'ouverture 6 avant quela plaque de pression 12 est atteint la position représentée. Bien que ceci ne soit pas représenté, au moins la plaque de soupape ou la plaque de pression, est munie d'au moins une ouverture centrale pour assurer la communication avec la chambre 8. Comme cela a été précédemment mentionné, la soupape peut revêtir la forme d'une soupape de passage four les gaz ou, de préféxence, pour les liquides, bien qu'elle puisse aussi revêtir la forme d'une soupape dont 1 ouverture 9 est fermée. R EVE N DIC A T IO N S 1.- Soupape destinée à être reliée à une condui- te dans laquelle l'apparition d'une dépression sera en pratique complètement évitée en permettant à l'air ambiant de pénétrer dans cette conduite par l'intermédiaire de cette soupape qui est munie d'une plaque mobile de soupape (11) de forme annulai- re en un matériau élastique, un c8té de cette plaque de soupape étant soumis à la pression qui règne dans une chambre de sou- pape cylindrique circulaire qui communique avec la conduite par l'intermédiaire d'une ouverture dans la partie centrale de cette plaque de soupape (11), tandis que l'autre c8té de cette plaque de soupape est soumis à la pression atmosphérique agissant con- tre l'action d'une force qui sollicite la plaque de soupape en direction d'un siège de soupape (2, 4), cet autre c8té de la plaque de soupape étant prévu lorsqu'il est en butée sur le siè- ge de soupape pour fermer une ouverture d'entrée annulaire (6) pour l'air ambiant, soupape caractérisée en ce qu'elle comporte également une plaque de pression (12) de forme annulaire consti- tuée d'un matériau rigide et disposée sur le dessus devla plaque de soupape avec un faible Jeu par rapport à la paroi interne de la chambre de soupape, cette plaque de pression étant munie sur sa circonférence externe d'un guide (13) dirigé axialement des- tiné à empêcher que la plaque de pression prenne une position oblique et présentant, dans la direction axiale, une dimension plus faible que la hauteur interne de la chambre de soupape. 2.- Soupape selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que la plaque de soupape (11) et la plaque de pression (12) sont susceptibles de se déplacer librement l'une par rap- port à l'autre. 3.- Soupape selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisée en ce que le guide axial revêt la forme d'une paroi annulaire (13). 4.- Soupape selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisée en ce que le guide axial revêt la forme de supports axiaux (15) qui assurent le guidage contre la paroi interne du bottier de soupape. 8 -