Brevet FR2498722A1 — publié le 19820730

La présente invention concerne des clapets pour contrôler un écoulement de fluide et plus particulièrement des clapets de non retour. Il y a de nombreux types différas de clapets, le type le plus simple comprenant un élément placé par rapport à un siège dans le trajet d'écoulement du fluide de façon que, quand la différence de pression du fluide force celui-ci à stécoulerendbction inverse, 11 élément soit forcé sur le siège, interrospant l'écoulement. Pour obtenir une position normalement ouverte ou normalement fermée du clapet de non retour, des ressorts sont souvent utilisés. Ainsi, par exemple, quand on utilise des clapets de non retour dans des systèmes tels que des systèmes d'irrigation où le côté amont. est une alimentatison en eau potable leEôté aval peut contenir des produits chimiques empoisonnés ou nocif il est nécessaire d'empêcher un retour de l'écoulement afin de maintenir les produits chimiques séparés de l'alimentation en eau potable. Dans un tel système, les clapets de non retour sont sollicités par ressort pour hêtre normalement fermés. Ainsi, quand la pression en aval est égale à la pression en amont , le clapet de non retour est normalement fermé et reste fermé jusqutà ce que la différence entre la pression en aval et la pression en amont soit suffisamment positive pour surmonter les forces de ressort En particulier dans des systèmes où le clapet de non retour protège des alimentations ou sources d' eau potable, il est extrêmement important de garantir que le clapet ne fuira pas. En conséquence, dans le passé, il était habituel d'utiliser des ressorts extrtmement lourds pour la sollicitation.Le ressort lourd est construit pour garantir que 1 'élément de vanne ou clapet est pressé contre le siège à une force suffisante pour surmonter toute irrégularité dans l ' élément ou le siège afin d' empêcher une fuite. La force élevée du ressort présente cependant le fait néfaste de faire baisser la pression de refoulement le long de la conduite. Ainsi, lors de la conception de système; avec des clapets de non retour utilisés dans des fonctions d'empêchement d'un écoulement de retour, il y a toujours un conflit existant erit le but d'empocher la fuite et de diminuer la chute de pression. Des clapets de non retour efficaces sont depuis longtemps nScessaires, qui, bien que sollicites à une position normalement fermée et nécessitant une différence spécifique de pression pour leur ouverture, empêchent cependant la fuite et diminuent la perte de charge. Dans le passé, dans l'intérêt de la sécurité pour empêcher l'eau contaminée d'être mélangée à l'eau potable, des ressorts particulièrement lourds ont été utilisés avec par suite des chutes importantes de pression dans le système. En conséquence, la présente invention a pour objet de nouveaux clapets perfectionnés où les inconvénients ci-dessus indiqués sont sensiblement réduits ou surmontés. Selon la présente invention, un clapet de non retour est prévu pour permettre l'écoulement d'un fluide de l'amont à l'aivaleteqdEnt l'écaulement de l'aval à l'amont , ce clapet comprenant un corps, un trajet d'écoulement à travers ce corps, un siège dans le corps entourant le trajet de lécoulement, un élément de clapet ou deu=ne mobile entre une position ouverte et une position fermée, ltélément comprenant une rondelle pour venir en aboutement étanche contre le siège dans la position fermée du clapet, la rondelle ayant un rebord pouvant venir en aboutement contre le siège quand l'élément est à sa position fermée, et le rebord permettant å pression du fluide de l'aider à s'appuyer contre le siège en position fermée du clapet afin d'améliorer ainsi l'étanchéité du clapet. Selon une autre caractéristique de l'invention, la rondelle a un rebord qui s'étend vers son centre du côté amont de cette rondelle. Ce rebord ajoute de 1' élasticité à la rondelle, ainsi le trajet d'écoulement entouré par le siège est fermé par la rondelle avec un minimum de pression appliquée par un ressort malgré les irrégularités se trouvant dans le siège. Selon un autre caractéristique de l'invention, l'utilisation d'un rebord sur une rondelle permet la fermeture sollicitée du clapet de non retour avec un minimum de force de ressort. Ainsi, la force du ressort utilisé est bien plus faible que celle du ressort utilisé dans les clapets de non retour selon l'art antérieur. En conséquence, le clapet de non retour décrit ici offre une étanchéité absolue avec une chute de pression minimum. Une autre caractéristique de l'invention permet à la pression en amont d'être appliquée pour maintenir le rebord de la rondelle en position d'étanchéité, dès que 1' élément vient en aboutement contre le siège. La pression en amont maintient l'étanchéité même quand l'élément de clapet s'est éloigné du siège d'une distance supérieure à l'épaisseur normale de la rondelle. Une autre caractéristique de l'invention permet le calcul de la force exacte du ressort qu'il faut pour forcer l'élément de clapet à la position fermée à une différence spécifiée de pression. Avec le rebord selon l'invention, la différence de pression détermine la dimension du ressort indépendamment de la pression absolue. Avec la rondelle d'étanchéité solide selon l'art antérieur, le ressort: requis est fonction à la fois de la différence de pressionetdela pression absolue. Ainsi, avec la rondelle selon l'art antérieur, il était nécessaire d'utiliser un ressort pour la pression absolue la plus élevée possible. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence à plusieurs dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un clapet de non retour utZisant une rondelle avec un rebord à la position fermée - la figure2oeb une vue en coupe de la rondelle avec son rebord ; et - la figure 3 est une vua en coupe d'une partie du clapet de non-retour pendant son ouverture. Sur la figure 1, un clapet de non retour Il est illustré comme ayant un corps principal 124 Le corps principal 12 est couvert d'un chapeau 13 qui lui est relié par des filetages ou analogue. Un Joint taSwe 14 garantit qu'il n'y aura pas de fuite entre le corps et le chapeau. Une ouverture d'entrée 16 est reliée au c8té amont du circuit d'écoulement hydraiique tandis que l'ouverture 17 située en aval est relié au c8té situé en aval du circuit d'écoulement. Le trajet d'écoulement à travers le corps 12 comprend un siège 18 entourant périphériquement ce trajet. Un élément de vanneoudeclapet 19 comprend une partie formant disque 21. Faisant corps avec le disques est illustré un cylindre de guidage 22. Uh poteau de guidage 23 s' étend vers le bas à partir du sommet du chapeau, et le cylindre de guidage peut s'y déplacer. Au côté situé en amont du disque 21 est montée une rondelle unique 24. Des moyens sont prévus pour maintenir la rondelle juxtaposée au dis que. Plus particulièrement, un agencement à écrou et boulon 26 est illustré pour monter la rondelle 24 sur le disque 21 Des moyens sont prévus pour solliciter l'élément de vanne à sa position fermée0 Plus particulièrement, un ressort 27 est illustré comme entourant l'agencement à cylindre da guidage et poteau et il presse contre le disque pour forcer ceQui-of et sa rondelle justaposée en relation d'aboutement avec le siège 18. Ainsi, le clapet est normalement à la position fermée représentéesu:- la figure 1. Sur les figures 1 et 3, la pression en amont est illustrée comme étant de P1 et la pression en aval est illustrée comme étant de P2. Du fait de la force de sollicitation du ressort 27, la rondelle 24 est comprimée contre le siège 18. Cependant, quand la différence entre les pressionsP1 et P2 est suffisamment positive, c'est-àdire quand la pression P1 est suffisamment plus importante que la pression P2, la force du ressort est surmontée et l'élément de vanne est forcé à s'éloigner du siège pour permettre ainsi l'écoulement du fluide à travers le clapet. Quand les forces de la pression en aval et du ressort sont suffisantes pour surmonter la force de la pression en amont alors l'élément passe à la position fermée avec la pression en amont appliquant une force d'étanchéité au rebord. La figure 2 montre la rondelle d'étanchéité 24 en coupe, pour mieux en montrer ses détails. L'élément d'étanchéité 24 est illustré comme ayant un corps cylindrique principal 28 qui s' étend sur tout son diamètre (représenté sur la figure 3 par Dsor ou sortie). La section centrale 31 de la rondelle 24 est un solide plein qui s'étend sur toute l'épaisseur de la rondelle 24. La section centrale cylindrique est axialement traversée d'une ouverture 29 qui permet le passage du boulon de l'ensemble 26 écrou. et boulon . La rondelle 24 dans un mode de réalisation préféré est circulaire et elle a une paroi périphérique 32 s'détendant verticalement. La paroi se termine par un rebord 33 qui s'étend à partir du côté de la paroi périphérique situé en amont. vers le centre de la rondelle.Le rebord présente la caractéristique q? quand est juxtaposé au siège, la pression en amont P1 applique une force contre ce rebord pour le retenir en position d'aboutement avec le siège. Ainsi, la pression en amont. coopère avec la pression en aval et la force du ressort pour forcer le rebord en position d'aboutement contre le siège, améliorant ainsi l'opération d'étanchéité de la rondelle. La force supplémentaire appliquée à la rondelle permet l'utilisation d'un plus petit ressort que celui nécessaire si l'on ne dispose pas de cette force supplémentaire ( P1 x surface du rebord). Ainsi, l'utilisation de la pression en amont. améliore i 'étanchéité et empêche une fuite même avec un petit ressort. La chue de pression dans le clapet de non retour décrit ici est minimale de façon idéale. La figure 3 montre la façon dont le rebord est forcé vers le bas contre le siège afin que, même tandis que l'élément de vanne s'éloigne du siège, à la position de clapet ouvert, le rebord maintienne l'étanchéité. Le mouvement du rebord de cette façon, du fait de son élasticité, garantit l'étanchéité même quand la différence de pression P1 P2est devenue suffisante pour que 3'élément de vanne commence à se déplacer en direction vers l'aval. La force d'aboutement du rebord au siège résulte de la pression P1 qui est appliquée contre la surface du rebord que 1 'on peut finir par 0,785(DM - DIN) où DM est le diamètre entre les parois périphériques de la rondelle et DIN est le diamètre interne mesuré entre les extrémités internes du rebord Cette force,c'est-à-dire P1 multipliée par la surface du rebord est appliquée au rebord à partir du moment où celui-ci est en aboutement avec le siège, aidant ainsi à l'action d'étanchéité de la rondelle. Cette force permet l'utilisation d'un ressort bien plus petit pour produire ainsi des clapets de non retour ayant une perte de-charge minimum dans un système. Dans la. pratique, par exemple, la rondelle ayant l'agencement de rebord a été utiliséepour remplacer des rondelles solides ou pleines sur des clapets fuyant sur le banc d'essai de l'inventeur. Les clapets ont arrêté de fuir. De tels clapets sont particulièrement utiles quand la fuite doit titre nulle comme dans des système utilisant de Poteau contaminée en aval d'une source d'eau potable. REVENDICATIONS 1.- Clapet de non retour permettant un écoulement de fluide de l'amont vers l'aval et empêchant l'écoulement d fluide dans l'autre direction, caractérisé en ce qu'il comprend - un corps (12), - mu trajet d'écoulement à travers ledit corps, - un moyen formant siège (18) entourant ledit trajet d'écoulement, - un élément de vanne (19) mobile entre une position ouverte et une position fermée, ledit élément de vanne comprenant un moyen formant rondelle (24), ledit moyen formant rondelle ayant un moyen formant rebord (33) pouvant venir en aboutement contre ledit siège quand ledit elément de vanne est à sa position fermée, et ledit moyen formant rebord permettant à la pression du fluide d'aider à forcer ledit moyen formant rebord contre ledit moyen formant siège à la position fermée du clapet. 2.- Clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression du fluide aidant à forcer le moyen formant rebord précité contre le siège précité la pression du fluide en amont. 3.- Clapet selon la revendication 1,caractérisé en ce que le moyen formant rondelle précité est du côté amont de l'élément de vanne précité, ledit moyen formant rondelle comprenant un corps principal (28), le moyen formant rebord (33) précité étant éloigné dudit corps principal vers le côté amont dudit clapet. 4.- Clapet selon la revendication 3,caractérisé en ce que le moyen formant rebord précité est sensiblement parallèle au corps principal et s'étend vers le centre de la rondelle précitée. 5.- Clapet selon la revendication 4vcaractérisé en ce qu'une paroi périphérique s'étend en amont à partir du corps principal de la rondelle précitée et en ce que le rebord précité s'étend à partir de ltextremité en amont de la paroi périphérique. 6.- Clapet selon la revendication 5,caractérisé en ce que l'élément de vann-e précité comprend une section de support qui supporte la rondelle précitée et un moyen formant ressors appliquant une force à la section de support pour solliciter 11 élément de vanne vers la position fermée. 7.- Clapet selon la revendication 6,caractérisé en ce que le moyen formant rondelle précité est sensiblement circulaire. 8.- Clapet selon la revendication 1,caractérisé en ce que le moyen formant rebord est en aboutement contre le moyen formant siège tandis que 1 1élément de vanne se déplace de sa position fermée vers sa position ouverte sur ure distance supérieure à l'épaisseur de la rondelle précitée.