Brevet FR2503318A1 — publié le 19821008

1. L'invention est relative à un clapet de rete- nue avec un bottier de soupape et deux pièces de fermeture coo- pérant avec un siège de soupape dans le bottier de soupape et susceptibles de pivoter sur leurs bords en regard l'un de l'autre autour de deux axes s'étendant l'un à c8té de l'autre, ainsi qu'avec au moins un ressort à branches de fermeture pour chacu- ne de ces pièces de fermeture, les axes d'enroulement des res- sorts à branches s'étendant essentiellement selon le même axe que les axes de pivotement des pièces de fermeture. Grâce à l'existence de deux axes, c'est-à-dire un axe distinct pour chaque pièce de fermeture, les pièces de fermeture ne se gênent pas réciproquement dans un clapet de re- tenue de ce type, ce qui se produit notamment de façon très ac- centuée dans le cas d'axes verticaux. La présence de ressorts à branches propres à chaque pièce de fermeture et la grande longueur de ressorterendue possible du fait de leur montage sur deux axes, permet de maintenir à un niveau particulièrement faible la croissance du couple de fermeture du ressort lors de l'ouverture du clapet de retenue. Du fait que l'axe de pivote- ment d'une pièce de fermeture respective et que l'axe d'enroule- ment du ressort à branches correspondant correspondent dans une large mesure à un même axe, un déplacement relatif entre la bran- che du ressort et son appui sur la pièce de fermeture, ainsi que le frottement et l'usure qui en résultent, se trouvent évi- tés. Les clapets de retenue de ce type présentent un comporte- ment particulièrement bon à l'ouverture et à la fermeture. Dans le cas d'une réalisation connue de tels clapets de retenue (DE-GM 79 29 136) la largeur nécessaire de l'âme dans le bottier de soupape, est prédéterminée par le dia- mètre des douilles de paliers des pièces de fermeture ainsi que par la largeur nécessaire de la partie du siège de soupape sur cette âme. Pour de très grandes sections nominales, ces clapets de retenue se distinguent par une résistance très réduite à 14- coulement. Dans le cas de clapet de retenue plus petit, il en résulte toutefois par rapport à la section nominale une âme re- lativement large et une résistance à l'écoulement accrue de fa- çon correspondante. Le but de la présente invention est de créer un clapet de retenue du type initialement mentionné, qui, tout en conservant la présence de deux axes, permette même pour de 2.- très petites sections nominales, d'obtenir une résistance à l'écoulement particulièrement réduite. A cet effet, l'invention concerne un clapet de retenue caractérisé en ce que les axes de pivotement des pièces de fermeture sont disposés en aval derrière les pièces de fer- meture. Grâce à la disposition des deux axes côté aval derrière les pièces de fermeture, au lieu qu'ils soient disposés entre celles-ci, les pièces de fermeture peuvent désormais être disposées l'une à côté de l'autre avec un intervalle très ré- duit, et, en conséquence, l'âme peut 4tre particulièrement étroite. Une résistance réduite à l'écoulement est ainsi obte- nue. On ne doit pas renoncer au principe de construction pré- voyant deux axes. En prévoyant que chaque pièce de fermeture por- te, sur sa face frontale côté aval, deux tourillons de pivote- ment faisant fonction d'axes de pivotement, qui sont montés dans le bottier de soupape par leurs extrémités faisant saillie laté- ralement au-delà de la pièce de fermeture, les ressorts à bran- ches se situant sur deux axes de paliers prévus entre les ex- trémités côté pièce de fermeture des tourillons de pivotement des deux pièces de fermeture et des supports pour ces axes de paliers étant disposés dans le bottier de soupape, on obtient une autre amélioration importante, en ce que, au lieu de douil- les de paliers à parois épaisses, avec un diamètre externe d'une importance correspondante, il est prévu sur les pièces de fer- meture des tourillons de pivotement avec un diamètre aussi ré- duit que possible. Les lignes médianes des axes de ces touril- lons de pivotement peuvent être positionnées particulièrement près de la pièce de fermeture voisine, ainsi que du siège. Grâ- ce à la position particulièrement proche des tourillons de pivotement, une composante de déplacement dirigée radialement vers l'extérieur du bord externe de la pièce de fermeture, est évitée lors du pivotement. Ceci permet des pièces de fermeture particulièrement grandes et donc, une section de passage impor- tante dans le siège de soupape, sans entra ner une altération de la liberté de pivotement des pièces de fermeture par des pièces de raccordement côté aval, ou par des étranglements du bottier. L'étroite proximité des lignes médianes des axes par rapport aux bords des pièces de fermeture, a pour effet que ces 3.- pièces de fermeture dans leur position ouverte, se trouvent dans une large mesure dans l'ombre d'écoulement de l'âme. Une résis- tance particulièrement réduite à l'écoulement du clapet de re- tenue est ainsi obtenue. En outre, deux axes de paliers sont pré- vus pour recevoir les ressorts à branches. Un principe de réalisation particulièrement avantageux pour les supports des axes de paliers de ressorts à branches réside en ce que, comme supports, il est prévu deux bras-consoles maintenus c8té aval en arrière des pièces de fer- meture sur le bottier de soupape et s'étendant longitudinalement au-delà des tourillons de pivotement, ces bras-consoles compor- tant à leurs extrémités libres des bras transversaux qui s'éten- dent entre les extrémités voisines des pièces de fermeture et tournées l'une vers l'autre des tourillons de pivotement et qui maintiennent les axes de paliers. A cet effet, il est avantageux de prévoir que les brasconsoles constituent les âmes de deux étriers en U qui chacun, avec l'une de ses branches, est fi- xé à la paroi du bottier de la soupape et comporte des emplace- ments de paliers pour les tourillons de pivotement, tandis que ses autres branches constituent les bras transversaux et main- tiennent les axes de paliers, si bien que respectivement, le palier pour les tourillons de pivotement des pièces de fermetu- re ainsi que le support voisin, sont intégrés dans une pièce constitutive unique. Pour bloquer en rotation l'étrier en U. il est avantageux de prévoir que les branches côté bottier, s'appli- quent sur un épaulement du bottier de soupape. Une solution pour la fixation de l'étrier en U., dans laquelle un voisinage très étroit des tourillons de pivotement est rendu possible, est ob- tenue en prévoyant que les étriers en U comportent chacun sur leurs branches côté bottier, entre les emplacements de paliers pour les tourillons de pivotement et leur âme, un perçage pour loger une vis de fixation. Une réalisation particulièrement simple des em- placements de paliers pour les tourillons de pivotement des pièces de fermeture consiste en ce que les branches côté bottier, comportent, en tant qu'emplacements de paliers, chacune deux perçages pour loger les tourillons de pivotement. Lorsque le bottier de soupape est muni d'un épaulement d'appui pour les tourillons de pivotement, tandis que les branches côté bottier 4.- comportent comme emplacements de paliers, chacune deux rainures ouvertes vers l'épaulement d'appui pour recevoir les tourillons de pivotement, ceci est notamment un gros avantage dans le cas d'un bottier de soupape étranglé c8té sortie, car les étriers en U peuvent être mis en place dans le bottier de soupape indé- pendamment des pièces de fermeture et les tourillons de pivote- ment peuvent 9tre placés par dessus en partant du haut. Une grande facilité de montage est obtenue en prévoyant que les axes de paliers sont à l'une de leurs extré- mités, solidaires de l'un des supports. En effet, du fait que les deux axes de paliers pour les ressorts à branches, ainsi que l'un des supports constituent un ensemble fixe, le montage de ces parties dans le bottier de soupape se présente de façon particulièrement simple. En prévoyant que les axes de paliers sont montés sur l'autre support de façon à pouvoir coulisser axialement, on obtient la possibilité de mettre en place les axes de paliers avec les ressorts à branches et les deux sup- ports sous la forme d'un ensemble cohérent même dans un bottier de soupape étranglé côté sortie. En prévoyant que, entre les branches c8té bot- tier et la paroi du bottier de soupape, soient disposées des plaquettes-entretoises, des surfaces d'appui planes, particu- lièrement avantageuses dans le cas o les axes sont verticaux, peuvent 8tre réalisées de façon simple pour les faces frontales des tourillons de pivotement, L'invention va être décrite plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur les des- sins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 représente en coupe selon la ligne I-I de la figure 2, un clapet de retenue conforme à l'invention, la figure 2 montre en vue de dessus, côté aval et en coupe partielle, le clapet de retenue de la figure 1, - la figure 3 est une coupe du clapet de rete- nue selon la ligne III-III de la figure 1, - la figure 4 est un détail d'une modification du clapet de retenue de la figure 1. Un bottier de soupape plat en forme de disque 1 comporte, dans son espace interne 2 côté amont, une âme 3. Dans l'espace interne 4 c8té aval allant en s'étranglant vers la sor- tie (figures 1 à 3) sont disposées à côté l'une de l'autre, deux 5.pièces de fermeture en forme de demi-cercles 5, 6, dont les bords en regard l'un de l'autre ne comportent derrière l'âme 3, qu'un intervalle réduit l'un par rapport à l'autre. Les pièces de fer- meture 5, 6 coopèrent avec un siège de soupape 7 dans le bottier de soupape 1. Sur leurs faces frontales, c8té aval, les deux pièces de fermeture 5, 6 portent chacune deux tourillons de pi- votement 8, 9 dirigés en sens inverse l'un de l'autre. Ces tou- rillons, dans la direction radiale, sont d'un c8té limitrophes du bord de leuxspiècesde fermeture 5, 6. Dans la direction lon- gitudinale, ils font saillie au-delà de leurs pièces de ferme- ture 5, 6. Dans le bottier de soupape 1, sont disposés deux étriers en U 10, 11 avec leur extrémité ouverte tournée vers les pièces de fermeture 5, 6. Ils sont respectivement fixés par l'une de leurs branches 12 sur le bottier de soupape 1, et cette même branche constitue en même temps, des emplacements de paliers pour les tourillons de pivotement 8, 9. L'âme 14 reliant les deux branches 12, 13 de l'étrier en U 10 ou 11, s'étend c8té aval, à une certaine distance au-dessus des touril- lons de pivotement 8, 9 et sert de butée de pivotement pour les pièces de fermeture 5, 6 dans leur position d'ouverture. La se- conde branche 13 de chacun des étriers en U 10 ou 11, pénètre entre les extrémités opposées l'une à l'autre des tourillons de pivotement 8, 9. Sur cette branche 13, les deux étriers en U 10, Il portent deux axes de paliers 15, 16 qui s'étendent de façon essentiellement co-axiale aux tourillons de pivotement 8, 9. Sur chaque axe de palier 15, 16 se trouvent les enroulements de deux ressorts à branches 17. Par leur' branche courte. ces ressorts prennent appui sur les axes de paliers respectivement voisins 15 ou bien 16, tandis que leur: branche longue agit dans le sens de la fermeture sur la pièce de fermeture 5 ou bien 6 montée coaxialement avec le ressort à branches corres- pondant 17. Entre l'âme 44 et les tourillons de pivotement 8, 9, les étriers en U 10, 11 présentent dans leur branche 12, un per- çage 18 pour leur fixation au moyen d'une vis de fixation 19 traversant radialement la paroi du bottier de soupape 1, Entre la branche 12 et la paroi, se trouve une plaquette-entretoise , laquelle dans le cas d'axe de pivotement verticaux (figure 2) sert d'appui axial plan pour les tourillons de pivotement 6.- inférieurs 8, 9. La branche 12 s'applique par sa face frontale sur un épaulement d'appui 21 du bottier de soupape 1, épaule- ment ménagé à faible distance au-dessous des tourillons de pi- votement 8, 9. La branche 12 comporte en outre, l'une à côté de l'autre, deux rainures de logement 22 ouvertes vers cet épaule- ment d'appui 21, pour les tourillons de pivotement 8, 9, des deux pièces de fermeture 5, 6. Les deux axes de paliers 15, 16 sont solidaires par l'une de leurs extrémités de la branche 13 de l'étrier en U 11. A cet effet, les axes de paliers 15,'16 peuvent être vis- sés avec l'étrier 11 (comme représenté sur la figure 3), soudés ou bien introduits à la presse, ou bien les axes de paliers 15, 16 et l'étrier 11 peuvent également être réalisés sous la forme d'une seule pièce de fonderie. Par leur autre extrémité, les axes de paliers15, 16 sont montés de façon à pouvoir coulisser axialement dans des perçages traversants dans la branche 13 de l'étrier 10. L'assemblage du clapet de retenue s'effectue comme suit: tout d'abord s'effectue la mise en place des deux pièces de fermeture 5, 6 dans le bottier de soupape 1. Sur les axes de paliers 15, 16 solidaires de l'étrier 11, sont enfilés les ressorts à branches 17 et l'étrier en U 10 est enfilé sur les extrémité libres des axes de paliers 15, 16 jusqu'à ce que l'ensemble ainsi constitué par les pièces 10, 11, 15, 16, 17, puisse être mis en place dans le bottier de soupape à travers l'orifice de sortie étranglé. Dans l'espace interne 4 les étriers en U 10, 11 sont alors écartés l'un de l'autre et leur branches 12, avec leurErainures22, sont placées sur les tourillons de pivotement 8, 9. Entre les branches 12 et la paroi du bottier de soupape 1, sont introduites les plaquettesentretoises 20 et enfin les deux étriers 10, 11 sont fixés par les vis 19 sur le bottier de soupape 1. Dans le cas de la réalisation selon la figure 4, l'espace interne côté aval du bottier de soupape 1, revAt une forme cylindrique. les étriers en U 10, 11 comportent dans leurs branches 12 des perçages 23 et s'appliquent axialement sur un épaulement 24, se trouvant dans le voisinage, du bottier de soupape 1. Ce support axial définit la position de montage et empêche tout déplacement en rotation des étriers en U 10 11il autour des vis de fixation 19, dans le cas d'une charge éven- 7.- tuellement dissymétrique par les pièces de fermeture 5, 6. Le montage conforme à l'invention des pièces de fermeture, c8té aval derrière les pièces de fermeture 5, 6 et cependant au voisinage du bord de la pièce de fermeture 6,5 voisine, ainsi qu'à une distance aussi réduite que possible du siège de soupape 7, permet, malgré la présence de deux axes, d'avoir une âme particulièrement étroite 3 dans le bottier de soupape 1, et se traduit, même pour de très petites sections nominales, par une résistance à l'écoulement extrêmement réduite du clapet de retenue. Pour les ressorts à branches 17, dis- tincts pour chaque pièce de fermeture 5, 6, on dispose en outre avantageusement sur les axes de paliers 15, 16, d'une grande longueur de montage. 8.- R E V E N D I 0 A T I O N S REVENDICATI0NS 1.- Clapet de retenue avec un bottier de sou- pape et deux pièces de fermeture coopérant avec un siège de soupape dans le bottier de soupape et susceptibles de pivoter sur leurs bords en regard l'un de l'autre autour de deux axes s'étendant l'un à c8té de l'autre, ainsi qu'avec au moins un ressort à branches de fermeture pour chacune de ces pièces de fermeture, les axes d'enroulement des ressorts à branches s'é- tendant essentiellement selon le même axe que les axes de pi- votement des pièces de fermeture, clapet de retenue caractérisé en ce que les axes de pivotement (8, 9) des pièces de fermeture (5, 6) sont disposés en aval derrière les pièces de fermeture (5, 6). 2.- Clapet de retenue selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pièce de fermeture (5, 6) porte sur sa face frontale c8té aval, deux tourillons de pivotement (8, 9) faisant fonction d'axes de pivotement, qui sont montés dans le bottier de soupape (1) par leurs extrémités faisant saillie latéralement au-delà de la pièce de fermeture (5, 6), les ressorts à branches (17) se situant sur deux axes de paliers (15, 16) prévus entre les extrémités c8té pièce de fermeture des tourillons de pivotement (8, 9) des deux pièces de fermetu- re (5, 6) et des supports (10, 11) pour ces axes de paliers (15, 16) étant disposés dans le bottier de soupape (1). 3.- Clapet de retenue selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, comme supports (10, 11) il est prévu deux bras-consoles (14) maintenus c8té aval en arrière des pièces de fermeture (5, 6) sur le bottier de soupape (1) et s'étendant longitudinalement au-delà des tou- rillons de pivotement (8, 9), ces bras-consoles comportant à leurs extrémités libres des bras transversaux (13) qui s'étendent entre les extrémités voisines des pièces de fermeture et tour- nées l'une vers l'autre des tourillons de pivotement (8, 9) et qui maintiennent les axes de paliers (15, 16). 4.- Clapet de retenue selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bras-consoles constituent les âmes (14) de deux étriers en U (10, 11) qui cha- cun avec l'une de ses branches (12) est fixé à la paroi du bottier (1) de la soupape et comporte des emplacements de pa- liers (22, 23) pour les tourillons de pivotement (8, 9), tandis 9.- que leurs autres branches (13) constituent les bras transversaux et maintiennent les axes de paliers (15, 16). 5.- Clapet de retenue selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les branches (12) c8té bottier, s'appliquent sur un épaulement (21, 24) du bottier de soupape (1). 6.- Clapet de retenue selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les étriers en U (10, 11) comportent chacun sur leurs branches côté bottier (12), entre les emplacements de paliers (22, 23) pour les touril- lons de pivotement (8, 9) et leur &me (14) un perçage (18) pour loger une vis de fixation (19). 7.- Clapet de retenue selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les branches côté bottier (12) comportent en tant qu'emplacements de paliers, chacune deux perçages (23) pour loger les tourillons de pivote- ment (8, 9). 8.- Clapet de retenue selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bottier de soupape (1) est muni d'un épaulement d'appui (21) pour les tourillons de pivotement (8, 9) tandis que les branches côté bottier (12) comportent comme emplacements de paliers, chacune deux rainures (22) ouvertes vers l'épaulement d'appui (21) pour recevoir les tourillons de pivotement (8, 9). 9.- Clapet de retenue selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les axes de paliers (15, 16) sont à l'une de leurs extrémités solidaires de l'un (11) des supports. 10.- Clapet de retenue selon la revendication 9, caractérisé en ce que les axes de paliers (15, 16) sont mon- tés sur l'autre support (10) de façon à pouvoir coulisser axia- lement. 11.- Clapet de retenue selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, entre les bran- ches côté bottier (12) et la paroi du bottier de soupape (1), sont disposées des plaquettes-entretoises (20).