Brevet FR2462629A1 — publié le 19810213

PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX SOUPAPES DISTRIBUTRICES DE FLUIDE La présente invention est relative à des soupapes ou valves distributrices de fluides, et plus particulièrement des soupapes qui n'ont pas à être utilisées pendant les périodes prolongées pour lesquelles les soupapes métalli- ques destinées à des applications techniques sont conçues. Une application principale envisagée pour la présente invention concerne le domaine des soupapes distributrices pour récipients contenant des fluides. Les soupapes du type sus-mentionné sont souvent montées sur des récipients rétractables, réalisés en matière plas- tique ou en feuilles minces de métal et en feuilles de matière plastique laminées, telles que les poches internes des "tonneaux à vin" qui deviennent populaires dans certains pays.Cependant, les soupapes distributrices de fluides selon la présente invention peuvent être également envisa- gées pour d'autres types de récipients. Un type de soupape de l'art antérieur destiné à cet usage comprend un organe mâle pointu que l'on enfonce dans. un disque qui éclate et qui est prévu dans un récipient interne ou une poche rétractable. Il comprend un robinet rotatif fonctionnant sur le simple principe d'un robinet- vanne, et il est réalisé en une matière plastique dure. Un autre type comprend un diaphragme interne pourvu d'une fente qui s'écarte quand on presse une petite patte ou languette vers le haut avec le doigt. Ces soupapes de l'art antérieur, et d'autres encore, ont posé des problèmes de contrôle de qualité en ce qui concerne leurs capacités à retenir des fluides de façon étanche, et de contrôle de leur débit dans la direction de l'écoulement. L'effort physique appliqué lors de la manoeu- vre manuelle et du réglage de l'écoulement liquide est nettement variable et ne peut être prévu à l'avance pour les soupapes de l'art antérieur qui sont largement utili- sées dans certains pays. De plus, les deux types de soupapes les plus communs - et tels qu'ils ont été décrits brièvement ci-dessus - exigent l'utilisation de certaines matières plastiques spécifiques pour permettre le fonctionnementdè la soupape à la- fermeture. Ces matériaux ne possèdent pas de bonnes propriétés pour empêcher l'oxygène de passer, et cette insuffisance constitue un inconvénient sérieux lors- qu'on les utilise pour réaliser des soupapes distributrices de vin car la durée de stockage du vin en fût peut se trouver alors considérablement raccourcie. Quand l'art du conditionnement de liquides tels que des vins était dans l'enfance, les matières plastiques utili- sées pour la fabrication des poches internes rétractables présentaient en général de mauvaises propriétés en ce qui concerne le passage de l'oxygène, et ceci constituait leur point faible. Cependant, l'arrivée des poches en fines feuilles métalliques laminées a permisde surmonter cet inconvénient particulier, et c'est le matériau de la sou- pape distributrice qui est maintenant devenu le point faible du produit. Un but de la présente invention est donc de surmonter les inconvénients ci-dessus, et d'autres encore, en propo- sant une soupape distributrice de fluides comprenant:une enveloppe de soupape pouvant être soit reçue à l'intérieur d'une douille de sortie d'un récipient à fluide, soit fixée directement à ce récipient, l'enveloppe de la soupape définissant une conduite dont une extrémité est en communi- cation avec l'intérieur du récipient et dont l'autre extré- mité est en communication avec une ouverture constituant un siège de soupape; un diaphragme déformable et élastique logé à l'intérieur de la conduite et comprenant un élément de soupape disposé centralement sur lui et en engagement de fermeture étanche avec le siège de soupape quand la soupape est en position fermée, ce diaphragme étant pourvu d'au moins une ouverture; et des moyens pouvant être actionnés pour déplacer l'élément de soupape du siège de soupape à l'encontre de la force de sollicitation exercée par le diaphragme élastique pour permettre au fluide de s'écouler de l'intérieur du récipient dans la conduite, de passer par ladite ouverture et de sortir en passant par le siège de soupape. L'invention sera décrite ci-après à l'aide de ses modes de réalisation qui sont donnés à ples et avec référence aux dessins ci-annexés quels: de certains titre d'exem- dans les- la fig. 1 est une élévation frontale d'un premier mode de réalisation d'une soupape distributrice de fluide selon la présente invention, la fig. 2 en est une vue en plan correspondante, la fig. 3 est une coupe selon la ligne III-III de la fig. 1, la fig. 4 est une vue en perspective d'un robinet montrant la languette, la fig. 5 est une vue en plan d'un diaphragme élastique typique, la fig. 6 en est une coupe radiale correspondante, la fig. 7 est une coupe transversale semblable à celle de la fig. 3, mais d'un second mode de réalisation, la fig. 8 représente une petite modification du levier de la fig. 7, les figs. 9 et 10 représentent un troisième mode de réalisation, la fig. 11 illustre un quatrième mode de réalisation, la fig. 12 représente une coupe d'un cinquième mode de réalisation, la fig. 13 en est une vue frontale correspondante, la fig. 14 est une vue en plan du diaphragme élastique du mode de réalisation représenté sur la fig. 12, la fig. 15 est une vue en élévation latérale correspon- dant à la fig. 14, la fig. 16 est une vue en perspective d'un.diaphragme modifié, la fig. 17 est une coupe d'une autre modification du diaphragme, et la fig. 18 est une vue en perspective d'un autre dia- phragme convenant à la soupape de l'invention. Les figs. 1 et 2 sont respectivement des vues frontale et en plan de la soupape selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Sur les figures, la référence 1 désigne une douille de sortie d'un récipient à fluide typique qui peut être une pochette rétractable. Dans la douille 1 est-fixé un logement de soupape 2. Au logement de soupape 2 est associé un organe cylindrique 3 à l'extrémité supérieure duquel est fixé un robinet 4 comprenant une poignée 5 pour sa manoeuvre; le robinet 4 est représenté tourné dans sa position "fermée" qui ferme l'ensemble. La fig. 3 est une coupe selon la ligne III-III de la fig. 1 et montre comment le logement de la soupape est reçu dans la douille 1 pour définir une conduite 6 dont l'extré- mité ouverte est en communication avec l'intérieur du récipient auquel est fixée la douille 1. Cependant on comprendra que l'enveloppe 2 de la soupape puisse également être fixée directement au récipient. A l'autre extrémité du logement 2 de la soupape est prévue une ouverture 7 (que l'on voit mieux sur la fig. 6) constituant un siège de soupape. A l'intérieur de la conduite 6 définie par l'en- veloppe 2 de la soupape est prévu un diaphragme déformable et élastique indiqué dans son ensemble par-la référence 8 et maintenu en position par un épaulement ou un bourrelet interne 9. Le diaphragme 8 sera décrit complètement ci- après avec référence aux figs 5 et 6, et il suffit à ce stade d'indiquer que le diaphragme 8 comprend un élément de soupape disposé en son centre et pouvant coopérer de façon étanche avec l'ouverture 7 du siège de soupape quand la soupape est dans la position fermée représentée. L'organe creux et de forme générale cylindrique 3 est en communication avec la conduite 6 par l'intermédiaire de l'ouverture 7 du siège de soupape et son extrémité infé- rieure forme une tubulure de décharge 10. Le robinet 4 s'emboîte de façon rotative dans l'extrémité supérieure de l'organe 3 et son extrémité inférieure, qui est reçue à l'intérieur de l'organe 3, se termine en une languette 11. Ainsi, quand on tourne le robinet 4 en manipulant la poi- gnée 5 pour la faire passer de sa position fermée à sa position ouverte, la languette 11 exerce une pression contre un bossage en saillie 12 faisant partie intégrante de l'élément de soupape central sur le diaphragme 8, déplaçant ledit élément de soupape du siège de soupape 7 pour permettre au fluide de s'écouler de l'intérieur du récipient dans la conduite 6, en passant par les ouvertures pratiquées dans le diaphragme 8 pour sortie par l'ouverture 7 du siège de soupape et par la tubulure de décharge 10. Quand le robinet 4 est tourné en direction opposée, c'est- à-dire de la position ouverte à la position fermée, l'élas- ticité inhérente au diaphragme 8, assisté de la pression exercée par le fluide à l'arrière de la soupape, fait revenir l'ensemble à la position de départ et ferme de nouveau le siège de soupape 7 qui devient étanche à tout fluide qui pourrait le traverser. Comme on l'aura maintenant compris, une caractéristique très précieuse de la présente invention est constituée par le diaphragme dont un mode de réalisation est représenté au mieux sur les fig. 5 et 6. La fig. 5 est une vue en plan d'un diaphragme 8 et la fig. 6 en est une section transversale radiale correspon- dante. Le diaphragme 8 est de forme sensiblement conique et comprend une jupe annulaire 13 autour de sa base. La partie supérieure comprend un élément de soupape 14 qui peut, du fait de l'élasticité inhérente du diaphragme, être amenée en engagement étanche avec le siège de soupape 7 formé par l'ouverture précédemment indiquée et constituée dans une extrémité du logement 2 de la soupape. L'élément de soupape 14 se termine en un bossage en saillie 12 mais on compren- dra que de nombreuses modifications géométriques du dia- phragme 8 soient possibles, comme on le verra plus loin. Le diaphragme 8 comprend au moins une ouverture, telle que les ouvertures 15 disposées à une certaine distance les unes des autres autour de sa partie conique, destinée à permettre au fluide de s'écouler entre le récipient et l'extrémité du logement 2 o est le siège de la soupape. Quand le diaphragme 8 est fixé dans le logement 2 de la soupape, la jupe 13 centre l'élément de soupape 14 par rapport à l'ouverture 7 du siège de soupape. Quand la pression est appliquée à la pointe du bossage 12, la partie conique s'infléchit ou se ploie de manière à dégager l'élé- ment de soupape 14 du siège de soupape 7 et permettre au fluide de le traverser. La fig. 7 est une coupe transversale semblable à celle représentée sur la fig. 3, mais d'un second mode de réali- sation de l'invention. Sur cette figure, la douille de sortie n'est pas représentée et le diaphragme n'est repré- senté que fragmentairement. Dans ce mode de réalisation, l'organe 3 ne reçoit pas un robinet mais comprend par contre une fente 16 à son extrémité supérieure. L'organe de réaction" 17 d'un levier angulaire est enfoncé dans la fente 16. La périphérie de la fente 16 constitue un point d'appui tel que lorsque l'organe "de réaction" 18 est pressé vers le bas, par exemple avec le doigt,l'extrémité de l'organe 17 exerce la pression requise sur le bossage 12 pour déplacer l'élément de soupape 14 du diaphragme 8 du siège de soupape 7 constitué à l'extrémité du logement 2. Selon une modification mineure représentée sur la fig. 8, le levier angulaire est avantageusement retiré quand on veut effectuer un transport ou quand le récipient contenant- un fluide n'est pas utilisé, et lorsqu'on souhaite distri- buer du fluide contenu dans le récipient, on enfonce la partie inférieure 17 dans la fente 16 jusqu'à ce qu'elle "s'enclenche" dans l'organe supérieur 3 qui se trouve logé. entre les deux paires de protubérances 19 de la partie 17. Par ailleurs, le levier angulaire peut être protégé d'une manoeuvre accidentelle en le tirant et le dégageant de tout contact avec l'organe 3 par l'intermédiaire des protubéran- ces 19, puis en le "réenclencheant", mais l'organe supé- rieur 3 étant cette fois logé entre la paire inférieure de protubérances 19 et l'autre paire 19A. Ceci amène le levier angulaire a être logé plus haut dans la fente 16, et il en résulte que la partie inférieure 18 n'atteint pas une position suffisamment basse pour venir en contact avec le bossage 12. Les fig. 9 et 10 représentent un troisième mode de réalisation qui peut être désigné par l'expression de dispositif à action de "bouton-poussoir". Dans ce cas, l'organe 3 comprend un manchon 20 par lequel passe une tige de poussée ou piston 21. Le piston 21 est actionné par un bouton élastique et déformable 22. Ce mode de réalisation peut être actionné en repliant deux doigts à l'arrière de deux oreilles ou pattes latérales 23, et en poussant le bouton 22 vers l'intérieur avec le pouce de manière à ce qu'il se déforme et déplace le piston 21 dans le manchon 20 en exerçant ainsi la pression nécessaire sur le bossage 12 pour soulever l'élément de soupape 14 du siège de soupape 7. Quand la soupape de ce mode de réalisation est en posi- tion fermée, on prévoit de préférence un interstice 24 entre l'extrémité interne du piston 21 et le bossage 12 du fait que puisque l'action d'ouverture est constituée par une poussée directe, ce mode de réalisation est plus sus- ceptible d'être manoeuvré accidentellement que ne le sont les modes de réalisation décrits précédemment. La fig. 11 représente un quatrième mode de réalisation dans lequel l'élément de soupape 14 est inversé par rapport aux dispositifs représentés sur les fig. 3, 7 et 10. Dans ce cas, l'élément de soupape 14 est dégagé du siège de soupape 7 par une tige de manoeuvre 25 traversant un collet- 26. A l'extrémité externe de la tige 25 est fixé un levier 27 qui, lorsqu'il est pressé en direction de la flèche 28, prend appui en 29 pour déloger de son siège l'élément de soupape 14. Quand le levier 27 est relâché, le diaphragme 8 fait revenir l'élément de soupape 14 vers le siège de soupape 7 pour établir l'étanchéité. Les fig. 12 à 15 représentent un cinquième mode de réalisation de la présente invention, celui-ci étant plus particulièrement approprié à la distribution de vin, du fait qu'il ne possède pas de tubulure de décharge. Les fig. 12 et 13 sont respectivement une coupe transversale et une vue frontale de ce dernier mode de réalisation. Dans ce cas, le diaphragme 8 - qui sera décrit entièrement ci- dessous avec référence aux fig. 14 et 15 - est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la conduite 6. Le diaphragme 8 est maintenu à l'intérieur de la conduite 6 par un dispositif 30 constituant un siège et faisant partie intégrante de l'ensemble, une ouverture 31 de celui- ci mettant l'intérieur du récipient en communication avec le diaphragme 8. Pour éviter que le diaphragme 8 tourne dans son siège 30, on peut prévoir une petite lanquette 32, laquelle est susceptible d'être logée dans un évidement correspondant du siège 30. Un organe 34 formant couvercle et qui est poussé pour être maintenu en contact avec une ouverture de sortie 33 du logement 2 de la soupape, et qui peut tourner par rapport à ce dernier, comprend une ouverture centrale constituant un siège de soupape, indiquée comme précédemment par la réfé- rence 7. L'organe 34 formant couvercle comprend une poignée avec laquelle on peut le tourner, et une butée 36 est prévue sur le logement 2 de la soupape pour empêcher l'or- gane 34 d'être tourné trop loin. Si on se reporte maintenant au diaphragme 8, celui-ci est de façon générale semblable à celui illustré sur les dessins précédents, et il comprend une jupe annulaire 13, des ouvertures 15 et une partie 14 constituant un élément de soupape, comme précédemment, et comme on peut le voir sur les fig. 14 et 15. Le diaphragme 8 comprend également, entourant l'élément de soupape 14, un certain nombre de surfaces de came incli- nées et annulaires 37, au nombre de trois dans le cas présent, disposées à des distances égales autour de la protubérance centrale. On prévoit, pour coopérer et agir en commun avec les surfaces de came 37, un nombre égal de surfaces de came inclinées et annulaires de forme similaire 38, disposées autour du siège de soupape 7 de l'organe 34 formant couvercle. Quand le couvercle 34-est en position fermée, les surfaces de came 37 disposées sur le diaphragme 8 et les surfaces de came 38 du couvercle 34 ne sont pas en contact les unes avec les autres et il en résulte que l'élément de soupape 14 est logé de façon étanche dans le siège de soupape 7. Quand on tourne le couvercle 34 en agissant sur la poignée 35, les surfaces de came 37, 38 glissent les unes par rapport aux autres et il en résulte que des ouver- tures sont constituées entre 37 et 38, et dans le même temps que l'élément de soupape 14 du diaphragme 8 est soulevé du siège de soupape 7 du couvercle 34, à l'encontre de la force de sollicitation inhérente au diaphragme défor- mable et élastique 8. Le fluide peut alors s'écouler du récipient dans la conduite 6 et sortir par l'ouverture 7 du siège de soupape en passant par l'ouverture 31, les ouver- tures 15 du diaphragme 8 et les interstices formés par le glissement en commun des surfaces de came 37 et 38. On comprendra que dans toutes les applications il n'est pas essentiel que le diaphragme soit de forme conique, qu'il soit pourvu d'une-jupe annulaire, qu'il possède un bossage distinct s'étendant du sommet de l'élément de soupape et qu'il soit pourvu d'ouvertures discrètes dans la partie conique. Certains diaphragmes modifiés sont représen- tés sur les fig. 16, 17 et 18. La fig. 16 par exemple représente un diaphragme en forme de disque, comprenant une partie plate 39 pourvue d'un certain nombre d'ouvertures , et un élément de soupape 14 s'étendant vers le haut à partir de la partie 39. La fig. 17 est une coupe transversale d'un diaphragme qui est pour ainsi dire partiellement "mis à l'envers"; ce diaphragme comprend une jupe annulaire 41 pourvue d'un certain nombre d'ouvertures 42. Dans cette version, le diaphragme est maintenu par la périphérie 43 de la jupe 41 contre un dispositif de siège approprié qui est dans un logement de soupape, l'élément de soupape 14 fléchissant et revenant dans les directions indiquées par les flèches 44 en réponse aux moyens de déplacement. Finalement, la fig. 18 représente un diaphragme de forme générale conique mais ne comprenant pas de jupe, et se présentant par contre sous la forme d'une "araignée", dont les pattes 45 remplissent le rôle de la partie flexi- ble du diaphragme. Les espaces 46 situés entre les pattes 35 et par lesquels s'écoule le fluide remplissent le même rôle que les ouvertures des diaphragmes décrits précé- demment. Alors que la description qui précède ne concerne qu'un diaphragme déformable et élastique portant un élément de soupape et pourvu de moyens par lesquels le fluide peut s'écouler par le diaphragme ouvertures ou espaces -, et un siège de soupape rigide avec son ouverture, on peut également envisager une disposition inverse.C'est pourquoi une disposition o le diaphragme et toutes ses caractéristiques constitue l'élément rigide alors que le siège de soupape ajouré est déformable et élastique, fait partie du champ d'application de l'invention. L'élément de soupape et le siège de soupape peuvent être séparés par des moyens de déplacement divers tels que des dispositifs à vis externes ou internes; des rampes, des surfaces de came et des plans inclinés; des tiges de trac- tion ou de poussée; des systèmes de leviers; des boutons de pression rotatifs et même des dispositifs fonctionnant par pincement: naturellement certains de ces moyens ont été décrits ci-dessus. Le ou les matériaux avec lesquels les composants de la soupape à fluide sont fabriqués sont déterminés en respec- tant plusieurs critères tels que le produit qui doit être distribué par la soupape, l'approbation pour un usage alimentaire, les coûts relatifs des matériaux, la capacité de la soupape à constituer une barrière empêchant la trans- mission des gaz et/ou d'autres substances, les propriétés - mécaniques nécessaires à un nombre souhaité de manoeuvres de la soupape avant son remplacement, la stabilité des prix, la facilité de la fabrication et autres. Un polymère convenant à la réalisation du diaphragme est constitué par du polyuréthane, mais on peut utiliser d'autres polymères présentant une flexibilité et une rhéolo- gie similaires, y compris des copolymères d'acétate d'éthylène-vinyle et des mélanges modifiés de ces substan- ces avec des matériaux du type du caoutchouc. On peut utiliser tous les polypropylènes, polyéthylènes, copolymères d'éthylène et polyamides modifiés, en fonction des perfor- mances désirées. Par opposition aux soupapes distributrices de fluide couramment en utilisation, les soupapes de l'invention qui viennent d'être décrites présentent un certain nombre d'avantages particuliers, soit entre autres: (1) une meilleure efficacité de leur fonctionnement; (2) la simplicité de leur manipulation; (3) un ensemble ne laissant pas fuire le fluide; (4) un bas prix de revient; (5) leur adaptation à être fabriquées en série au moyen de procédés de moulage par injection de matières plasti- ques; (6) la facilité de leur assemblage; (7) la possibilité de pouvoir les tester avant l'as- semblage; (8) la possibilité de pouvoir remplir le récipient par la soupape; et (9) l'élimination de la nécessité de prévoir une douille séparée sur le récipient. De ce qui précède, on comprendra facilement que les soupapes de distribution de fluide construites selon l'invention offrent au public un article nouveau et très amélioré, ou tout au moins lui offrent un choix utile et attrayant. REVENDICATIONS 1. Soupape distributrice de fluide, caractérisée en ce qu'elle comprend: un logement de soupape pouvant soit (a) être monté à l'intérieur d'une douille de sortie d'un récipient à fluide, soit (b) être fixé directement au récipient, le logement de la soupape définissant une conduite, dont une extrémité est en communication avec l'intérieur du récipient et dont l'autre extrémité est en communication avec une ouverture constituant un siège de soupape; un diaphragme déformable et élastique logé à l'intérieur de la conduite et comprenant un élément de soupape-disposé centralement sur lui et en contact étanche avec ledit siège de soupape quand la soupape est en posi- tion fermée, ledit diaphragme étant pourvu d'au mains une ouverture qui le traverseet des moyens pouvant être action- nés pour déplacer ledit élément de soupape dudit siège de soupape, contre la force de sollicitation exercée par ledit diaphragme élastique, pour permettre de ce fait au fluide de s'écouler de l'intérieur du récipient dans ladite con- duite, en passant par ladite ouverture et pour sortir par ledit siège de soupape en vue d'en être déchargé. 2. Soupape distributrice de fluide selon la revendica- tion 1, caractérisée en-ce que ledit diaphragme est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de ladite conduite, ledit siège de soupape étant constitué par une ouverture prévue centralement dans un organe formant un couvercle et disposé dans un plan parallèle à celui dudit diaphragme, et pouvant venir en contact par rotation avec une ouverture de sortie de ladite conduite, ledit organe formant couvercle comprenant au moins deux surfaces de came, annulaires, inclinées et dirigées vers l'intérieur, entourant ladite ouverture centrale et ledit diaphragme comprenant sur lui un organe de surface de came associé, annulaire et incliné qui entoure ledit élément de soupape; la disposition étant telle que le rotation de l'organe formant couvercle amène ses surfaces de came annulaires à glisser sur lesdites surfaces de came annulaires associées dudit diaphragme pour déplacer de ce fait l'élément de soupape du siège de soupape à l'encontre de la force de sollicitation exercée par ledit diaphragme élastique et dégager ainsi un certain nombre d'ouvertures définies entre les surfaces de came associées pour laisser passer le courant de fluide pour qu'il sorte par le siège de soupape. 3. Soupape distributrice de fluide selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit diaphragme défor- mable et élastique est de forme sensiblement conique et comprend, s'étendant autour de sa base, une jupe annulaire qui s'emboîte dans ladite conduite; ledit élément faisant saillie au sommet du diaphragme conique étant en forme de bossage pour entrer en contact avec ladite ouverture du siège de soupape. 4. Soupape distributrice de fluide selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe cylindrique creux en communication avec l'intérieur de ladite conduite par l'intermédiaire de ladite ouverture du siège de soupape, l'extrémité inférieure de l'organe cylin- drique constituant une tubulure de décharge et l'extrémité supérieure de celle-ci comprenant, monté de façon rotative à l'intérieur, un robinet se terminant à son extrémité inférieure en une languette disposée de manière que lorsque le robinet est tourné dans la position ouverte, ladite languette soit amenée à se déplacer et à exercer une pres- sion sur ledit élément de soupape pour le déplacer dudit siège de soupape.