Brevet FR2487562A1 — publié le 19820129

1- _2487562 L'invention concerne un élément de commande à di- latation thermique comprenant une pièce de paroi en forme de cou- pelle et un organe de membrane relié par son pourtour à cette paroi, qui porte sur une face une pièce d'obturation, et, sur son autre face, tournée vers la paroi, une contre-coupelle, la membrane et la contre- coupelle étant réunies rigidement entre elles dans leur zone centrale, la pièce de paroi étant pourvue d'un bombement en dôme vers l'extérieur en forme de pot compor- tant une surface d'appui pour la zone de bord de la contre- coupelle, l'espace compris entre la paroi et la membrane étant rempli avec un fluide de dilatation. De tels éléments de commande à dilatation ther- mique sont connus par les brevets DE 20 38 344 et 26 30 038 et trouvent leur emploi dans des soupapes à commande thermique ain- si que notamment dans des conduites d'évacuation de condensais. La course de fermeture de la pièce d'obturation est limitée, d'- une manière connue, par son application sur un siège de soupape correspondant, prévu dans le carter d'armatures tandis que sa course d'ouverture extrême est limitée par le fait que la contre- coupelle vient s'appliquer sur une surface d'appui de la paroi avec sa zone de bord, par exemple au moyen d'un rebord coudé en forme de collerette annulaire verticale ou de plusieurs bras d'appui saillants vers le haut. Dans des modes de réalisation connus de ces élé- ments de commande, on a constaté que, sous l'effet de chocs ou coups de bélier de la masse d'eau sur l'élément de commande thermique, il pouvait se produire une déformation des rebords coudés de la pièce d'obturation, et, en outre, une déformation de l'ensemble de la contre-coupelle. Il en résulte une déforma- tion de l'organe de membrane, telle que la pièce d' obturation ee peut plus atteindre le siège de soupape lors du processus de fermeture. Cela aboutit à un défaut d'étanchéité à l'emplace- ment d'une telle soupape d'arr9t, et ainsi à des pertes de vapeur indésirables dans une conduite d'évacuation de condensat. l'invention a pour but de réaliser un élément de commande thermique du type mentionné plus haut qui puisse résis- ter de manière satisfaisante à des coups de bélier de la masse d'eau. Dans ce but, l'élément de commande conforme à l'invention est caractérisé en ce que la pièce d'obturation et 2.- 2487562 la partie de paroi centrale sont pourvues de surfaces de butte de fin de course correspondant entre elles dans la position ex- trame d'ouverture de la pièce d'obturation, de telle sorte que, dans sa position de fermeture, la distance axiale entre les sur- faces de butée de fin de course de la pièce d'obturation et de la paroi est inférieure à la distance axiale entre la zone de bord extérieure de la contre-coupelle et la surface d'appui correspondante. Avec cette solution conforme à l'invention, on obtient que, dans le cas d'une pression extérieure élevée, telle qu'elle peut résulter de coups de bélier, est assurée une appli- cation directe de la pièce de d'obturation massive résistant à la déformation contre la portion de paroi. Etant donné que cette application, d'une part, a lieu au centre et que d'autre part, la portion de paroi présente, dans la zone de son bombement, une grande résistance à la déformation, on obtient une permanence de la forme et du volume de l'espace formé entre ces pièces et qui est nécessaire pour le fluide de dilatation de l'élément de commande. En outre, la distance entre le bord extérieur de la contre-coupelle ou son rebord coudé en collerette, et les surfaces d'appui prévues pour lui dans la partie bombée de la paroi, ainsi que la distance entre la face de la contre-coupelle tournée vers la pièce d'obturation et la pièce d'obturation elle- m8me peuvent être choisies à une grandeur telle que, dans le cas d'une déformation au centre de la pièce de paroi, elles soient franchies, de telle manière que, dans la zone de bord du d8me de bombement, soit réalisé un engagement par la forme et par la force d'application. Toutefois, les déformations de la paroi et de la contre-coupelle restent à l'intérieur des limites d'élas- ticité des matériaux utilisés pour ces pièces. Des essais effec- tués avec des éléments de commande constitués de cette manière, ont montré que la pression extérieure éventuelle peut être ac- crue de deux Jusqu'à quatre fois avant que des effets indésira- bles se produisent comme dans le cas des éléments de commande connus. L'invention prévoit différents modes de réalisa- tion avantageux. La description ci-après se rapporte à des exem- ples Avec référence aux dessins annexés dans lesquels s - la figure 1 est une vue d'un élément de comman- de thermique pour un siège de soupape, dans la position d'ouver- ture, - la figure 2 est une vue partielle de détail de la figure 1, - la figure 3 est une vue partielle d'une autre forme de réalisation de l'élément de commande conforme à l'in- vention. Dans ces figures, une douille de siège de soupape 2 est insérée dans la paroi I séparant le côté haute pression du c8té basse pression d'un carter d'armature, non représenté. Cette douille de siège 2 porte un élément de commande thermique 3 cohforme à l'invention. L'élément de commande 3 présente deux parois 4 et 5 en forme de coupelles, entre lesquelles se trouve un organe de membrane 6 qui est fixé, par soudage de son bord extérieur, de manière étanche, sur les parois 4 et 5. la pièce de paroi supérieure 4 forme alors, avec la membrane 6, un espace de ré- ception 7 pour un fluide de dilatation, tandis que la pièce de paroi inférieure 5 est pourvue de griffes d'accrochage 8 pour la fixation de l'élément de commande 3 à la douille de soupape 2. La membrane 6 porte, sur l'une de ses faces, une pièce d'obturation 9 qui coopère avec la douille de siège de soupape 2, et, sur son autre face, dans l'espace de réception de fluide 7, une contre-coupelle 10. Cette contre-coupelle 10 et la membrane 6 présentent chacune un perçage central à tra- vers lequel passe un tourillon axial 11 de la pièce d'obturation 9. La pièce d'obturation 9, la membrane 6 et la contre-coupelle sont réunies entre elles par soudage sur l'extrémité libre du tourillon axial 11. L'organe de membrane 6 est alors coincé solidement, dans la zone de pied du tourillon, entre la contre- coupelle 10 et la pièce d'obturation 9. A partir de cette zone de pied, les surfaces frontales de la pièce d'obturation et de la contre-coupelle qui sont tournées vers la membrane, s'étendent vers l'extérieur en divergeant entre elles, de sorte qu'elles servent de surface d'appui à la membrane dans chacune de ses positions de fin de course de déformation. La pièce de paroi supérieure 4 est pourvue d'un bombement vers l'extérieur 12 en forme de dôme, qui présente, dans la zone de bord extérieur, un gradin circulaire d'épaule- 3.- ment (figure 2). Le fond central 14 du bombement ou dôme 12, et la face frontale 15 du tourillon axial 11 avec le cordon de sou- dage, sont constitués comme des surfaces de butée de fin de course de déformation. Pour cela, la pièce d'obturation 9, la contre-coupelle 10 et la pièce de paroi 4 sont constituées de telle manière que, dans la position fermée de la pièce d'obtura- tion 9, la distance axiale entre la zone de bord extérieure de la contrecoupelle 10 et le gradin 13 prévu dans la pièce de paroi 4, soit légèrement supérieure à la distance axiale entre la face frontale 15 du tourillon axial 11 et le fond central 14 du d8me de la pièce de paroi 4. En raison de cette disposition, la pièce d'obturation 9, à la fin de sa course d'ouverture, s'applique, avec son tourillon axial 11, contre la pièce de pa- roi 4. la pièce d'obturation 9, avec son tourillon axial 11t peut être prévue avec une résistance à la déformation telle, qu'elle ne subisse pas de déformation, même sous l'action de coups de bélier de l'eau. Cependantt si l'effet de coups de bé- lier était tellement important qu'il provoque une déformation de la pièce de paroi 4 en son centre, la distance entre le gra- din 13 et la contre-coupelle 10, ainsi que, ensuite, la distance entre la pièce d'obturation 9 et la contre-coupelle 10 seraient franchies, et il se produirait, sous ces charges extrêmes, un appui supplémentaire des pièces l'une contre l'autre, leur défor- mation restant à l'intérieur de leurs limites d'élasticité. Dans la variante de réalisation représentée dans la figure 3, la contrecoupelle est, en plusieurs endroits de son pourtour, recourbée pour former des Jambes d'appui 16 vers l'intérieur du bombement 12 du déme de la pièce de paroi 4. Ces jambes 16 s'avancent alors au-delà du plan de la face frontale du tourillon axial 11 de la pièce d'obturation 9. Le fond 14 du dôme 12 est pourvu en son centre, d'une partie en creux 17, servant de butée. Sous l'effet de forts coups de bélier, les jambes dt'appui 16 peuvent ainsi venir, en supplément, s'appli- quer contre le fond 14, en plus de l'effet obtenu dans la figure 2. REVEND I C AT I ONS 1.- Elément de commande thermique comprenant une pièce de paroi en forme de coupelle (4) et un organe de membrane 46) relié par son pourtour à cette paroi, qui porte, sur l'une de ses faces, une pièce d'obturation (9) , et, sur son autre face, tournée vers la pièce de paroi, une contrecoupelle (10), la membrane et la contre-coupelle étant réunies rigidement entre elles dans leur zone centrale, la pièce de paroi étant pourvue d'un bombement en dôme (12) vers l'extérieur comportant une surface d'appui pour la zone de bord extérieur de la contre- coupelle, l'espace compris entre la paroi et la membrane étant rempli avec un fluide de dilatation, élément caractérisé en ce que la pièce d'obturation (9) et la pièce de paroi (4) sont pour- vues de surfaces de butée de fin de course (14, 15) qui corres- pondent entre elles dans la position extrême d'ouverture de la pièce d'obturation, de telle sorte que, dans sa position de fer- meture, la distance axiale entre les surfaces de butée (14, 15) de la pièce d'obturation (9) et de laparoi (4) est inférieure à la distance axiale entre la zone de bord extérieur de la contre. coupelle (10) et la surface d'appui (13) correspondante. 2.- Elément de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce d'obturation (9) présente en son centre, un tourillon axial (11) dont la face frontale (15) forme la surface de butée de fin de course (15). 3.- Elément de commande suivant l'une des reven- dications 1 et 2,caractérisé en ce que le bombement en dSme ex- térieur (12) de la pièce de paroi (4) est pourvu, dans sa zone de bord, d'un gradin (13) qui forme la surface d'appui pour la contre-coupelle (10) , tandis que le fond central (14) du dame (12) sert de surface de butée de fin de course pour la pièce d'obturation (9). 4.- Elé6ment de commande suivant l'une des reven- dications 1 et 2, dans lequel la contre-coupelle est recourbée avec son bord extérieur vers l'intérieur du dôme (12) de la pié- ce de paroi (4), élément caractérisé en ce que le fond (14) du dôme (12) est pourvu, en son centre, d'une partie en creux (17) qui forme la surface de butée pour la surface de butée de fin de course (15) de la pièce d'obturation (9). 5.-