Brevet FR2521679A3 — publié le 19830819

FR 2521679 A3 19830819 FR 8302316 A 19830214 t 511679 1 - Valve anti-retour avec obturateur à ressort perfectionné. On connaît déjà diverses réalisations de valves anti-retour ou de valves de retenue et unidirectionnelles, c'est-à-dire destinées à empêcher automatiquement tout écoulement de fluide en sens opposé à celui de distribution. Ainsi>par exemple, on a proposé des valves anti-retour avec obturateur à bille qui, toutefois, n'est pas en mesure d'assurer une étanchéité parfaite et constante, spécialement quand il est soumis à de fréquents déplacements d'ouverture et de fermeture En pareil cas, en effet, l'action d'usure de la bille tend à créer un sillon sur la circonférence d'étanchéité, ce qui, avec le temps, compromet la fermeture correcte. On connaît aussi les valves anti-retour ou unidirec- tionnelles qui, au lieu d'un obturateur à bille, comprennent un obturateur en champignon ou en plateau, soit du type à gravité, soit du type à ressort, destiné à agir sur le siège à fermer Dans une telle réalisation, il est possible de maintenir une relation constante d'étanchéité entre l'obturateur en champignon ou en plateau et le siège de valve, mais, précisément par suite de la configuration de l'obturateur et de l'élément de guidage correspondant, il se produit des pertes de charge appréciables et des turbulences élevées dans l'écoulement du fluide distribué, qui n'ont pas encore pu être éliminées. Par contre, l'invention a pour objet une valve anti-retour ou similaire à groupe obturateur perfectionné et son but principal est de proposer une réalisation qui permette une étanchéité parfaite et sure quand la valve est fermée et une réduction au minimum des pertes de charge et des turbulences d'écoulement quand la valve est ouverte. Un autre but de l'invention est de proposer une valve anti-retour ou similaire qui puisse être utilisée 2 - dans n'importe quelle position et dans n'importe quel état et pour tous les fluides liquides ou gazeux sans influer sur l'écoulement. A cet effet, l'invention propose une valve anti-retour munie d'un corps comprenant un obturateur perfectionné constitué par un élément statique de guidage bloqué dans le corps et par un élément mobile axialement guidé et pouvant se déplacer relativement à l'élément statique et destiné à agir sur le siège à ouvrir et à fermer, valve caractérisée par le fait que l'élément statique présente une partie centrale en champignon à surface conique dont la partie la plus rétrécie est tournée dans le sens d'écoulement du fluide et une base tournée vers le siège, par le fait que l'élément mobile présente une tête en champignon à surface conique tournée en sens opposé au sens d'écoulement du fluide et dont la base est tournée vers la base de la partie en champignon de l'élément statique, la tête en champignon étant munie d'une tige guidée dans un trou axial pratiqué dans la partie en champignon, par le fait qu'entre la partie en champignon et la tête en champignon est disposé un ressort destiné à déplacer l'élément mobile vers le siège de valve et par le fait que les bases de la tête en champignon de l'élément mobile et de la partie en champignon de l'élément statique de guidage sont rapprochées de façon que ces deux parties en champignon forment une unité biconique à surface extérieure continue quand la valve est à l'état ouvert. D'autres particularités de l'invention seront exposées dans la description ci-après, portant sur un exemple donné à titre indicatif et non limitatif de la valve anti-retour, avec référence aux dessins annexés sur lesquels s La figure 1 est une coupe axiale de la valve dans l'état de fermeture j La figure 2 est une coupe analogue de la valve dans 3- l'état d'ouverture z La figure 3 est une coupe transversale suivant les flèches III-III de la figure 1, et La figure 4 montre en perspective les éléments constituant le groupe obturateur. Sur les dessins, on a indiqué par 1 le corps tubulaire de la valve dans lequel est ménagée une chambre cylindrique 2 définie vers son fond par un épaulement conique 3 et du côté de son embouchure par un manchon 4 fixé au corps 1, par exemple par vissage. Le manchon 4 porte une garniture d'étanchéité 5, de préférence renforcée par un anneau métallique 5 ' et qui est destinée à constituer et à définir le siège 6 à ouvrir et à fermer du côté de l'entrée du fluide à distribuer Dans la chambre 2 est disposé un groupe obturateur constitué (voir figure 4) par un élément statique de guidage 7 et par un élément mobile 8 guidé et pouvant se déplacer axialement relativement à l'élément statique 7. Plus précisément, selon l'invention, l'élément de guidage 7 présente une partie annulaire 9 dont le diamètre extérieur correspond à celui de la chambre 2 et dont le diamètre intérieur est plus grand que le diamètre du siège 6, et une partie en champignon coaxiale à la partie annulaire 9 mais décalée axialement-relativement à celle-ci, ces deux parties étant reliées entre elles rigidement par des ailettes radiales 11 délimitant entre elles des ouvertures ou passages 12 La partie en champignon de l'élément de guidage 7 présente un trou axial de guidage 13 et extérieurement une surface conique 14 dont la partie la plus rétrécie est tournée dans le sens d'écoulement du fluide, donc dans le sens de la flèche Fet dont la base 14 ' est tournée vers l'embouchure Cette surface conique 14 peut être définie par une génératrice rectiligne ou de préférence, et avantageusement du point de vue de 4 - la dynamique des fluides, par une génératrice à plusieurs rayons comme représenté sur les dessins. Les ailettes radiales 11 s'étendent de la partie annulaire 9 jusqu'à proximité de la plus petite partie de la partie rétrécie 14 " de la partie en champignon 10 de manière à faire saillie radialement par rapport à la surface conique 14 de cette partie en champignon Les ailettes 11 présentent également un arrondi d'extrémité 11 ' destiné à s'appliquer à l'épaulement conique 3 du fond de la chambre 2. L'élément statique 7 du groupe obturateur se loge dans la chambre 2 du corps 1 et y est bloqué entre l'épaulement conique 3 contre lequel s'appuient les arrondis 11 ' des ailettes radiales 11 et le manchon 4 s'appliquant contre la partie annulaire 9, directement et/ou par l'intermédiaire de la garniture 5. L'élément mobile 8 du groupe obturateur présente une tête en champignon 15 guidée entre les ailettes 11 de l'élément statique et une tige 16 tournée vers le trou axial 13 de la partie en champignon 10 de l'élément statique 7 et guidée dans ce trou De cette manière, l'élément mobile est guidé en deux parties et se trouve toujours dans la position correcte relativement au siège 6. La tête en champignon 15 présente aussi, extérieurement, une surface conique 17 dont la partie la plus rétrécie 17 ' est tournée en sens opposé au sens d'écoulement du fluide et dont la base 17 " est tournée vers la base 14 ' de la partie en champignon 10 de l'élément statique 7. La base 17 " de la tête en champignon 15 de l'élément mobile 8 a un diamètre inférieur au diamètre intérieur de la partie annulaire 9 de l'élément statique et correspondant à celui de la base 14 ' de la partie en champignon 10, le diamètre de la base 17 de la tête en champignon 15 étant de toute façon supérieur au diamètre du siège de valve afin que l'élément mobile 8 s'appuie - contre les garnitures d'étanchéité 5 par une partie périphérique 18. Entre la partie en champignon 10 de l'élément statique de guidage 7 et la tête en champignon 15 de l'élément S mobile 8 est disposé un ressort 19 qui tend à déplacer l'élément mobile vers la garniture d'étanchéité 5 dans l'état de fermeture de la valve, ce ressort étant donc contenu entre les deux parties mentionnées sans pouvoir perturber l'écoulement du fluide distribué. Il faut noter enfin que, du c 8 té opposé à celui o s'applique le manchon 4 et/ou la garniture 5, la partie annulaire 9 présente une surface conique 20 divergente dans le sens d'écoulement du fluide>de manière à être à peu près parallèle à la surface conique de la tête en champignon 15 de l'élément mobile 8. Sur la figure 1, on a représenté la valve dans l'état de fermeture obtenu au moyen du ressort 19 qui déplace et maintient l'élément mobile 8 contre la garniture d'étanchéité 5 pour fermer le siège 6 Dans cet état, tout reflux de fluide vers la partie en amont de la valve est impossible. Pendant la distribution normale de fluide dans le sens de la flèche F l'élément mobile se déplace jusqu'à s 'appuyer, par la base 17 ' de sa tête en champignon 15 contre la base 14 ' de la partie en champignon 10 de l'élément statique 7, formant conjointement avec celui-ci une unité biconique & surfaces extérieures pratiquement sans solution de continuité comme représenté sur la figure 2, qui délimitent avec la surface conique 20 de la partie annulaire 9 et les surfaces de la chambre cylindrique 2 et de l'épaulement conique 3, un conduit ou passage 21 de conformation pratiquement en venturi mais ayant, de toute façon, une section d'aire constante sur toute son extension. De cette manière, l'écoulement de fluide à l'intérieur 6 - de la valve est divisé doucement par la partie la plus rétrécie 17 ' de la tête en champignon 15 pour passer dans le conduit 21 en étant guidé constamment aussi bien vers le centre que vers l'extérieur La continuité et la conformation de ces surfaces délimitant le conduit 21 permettent de réduire effectivement au minimum aussi bien les pertes de charge que les turbulences du fluide, aussi bien à son entrée dans la valve qu'à sa sortie. Un tel résultat est aussi favorisé par la présence des ailettes radiales 11 de 1 'élément-statique 7, qui tendent à redresser les lignes de l'écoulement, empêchant la turbulence de celui-ci, conjointement avec la tige axiale 16 de l'élément mobile, au moment o cet écoulement quitte le conduit 21. On atteint ainsi les buts exposés plus haut, bien que l'on puisse apporter à l'obturateur de la valve décrite des modifications de détail sans, par ailleurs, sortir du cadre de l'invention. 25216 T 9 7 - REVENDICATIONS 1. Valve anti-retour munie d'un corps ( 1) comprenant un obturateur perfectionné constitué par un élément statique de guidage ( 7) bloqué dans le corps ( 1) et par un élément mobile axialement ( 8) guidé et pouvant se déplacer relativement à l'élément statique et destiné à agir sur le siège de valve ( 6) & ouvrir et à fermer, valve caractérisée par le fait que l'élément statique ( 7) présente une partie centrale en champignon ( 10) à surface conique ( 14) dont la partie la plus rétrécie est tournée dans le sens d'écoulement du fluide et une base ( 14 ') tournée vers le siège, par le fait que l'élément mobile ( 8) présente une tête en champignon ( 15) à surface conique tournée en sens opposé au sens d'écoulement du fluide et dont la base ( 17) est tournée vers la base ( 14 ') de la partie en champignon de l'élément statique, la tête en champignon ( 15) étant munie d'une tige ( 16) guidée dans un trou axial ( 13) pratiqué dans la partie en champignon, par le fait qu'entre la partie en champignon et la tête en champignon est disposé un ressort ( 19) destiné à déplacer l'élément mobile ( 8) vers le siège de valve et par le fait que les bases de la tète en champignon ( 15) de l'élément mobile et de la partie en champignon de l'élément statique de guidage sont rapprochées de façon que ces deux parties en champignon forment une unité biconique à surface extérieure continue quand la valve est à l'état ouvert. 2. Valve selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la partie en'champignon ( 10) de l'élément statique de guidage ( 8) est solidaire d'une partie annulaire ( 9) grâce à des ailettes radiales ( 11) délimitant entre elles des passages ou ouvertures ( 12), et que l'élément statique ( 8) est bloqué dans le corps entre un épaulement conique ( 3) et un manchon ( 4) vissé sur le corps, ce manchon portant une garniture d'étanchéité ( 5) -8- qui délimite le siège, les ailettes radiales présentant des arrondis complémentaires de l'épaulement conique ( 3). 3. Valve selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les deux parties en champignon ( 10, 15), lorsqu'elles sont rapprochées pour former une unité biconique, délimitent par leurs surfaces extérieures correspondantes un conduit ou passage & conformation en venturi avec les surfaces intérieures de la partie annulaire ( 9) du corps de valve ( 1) et de l'épaulement conique ( 3). 4. Valve selon l'une des revendications 1 & 3, caractérisée par le fait que les surfaces extérieures coniques de la tite en champignon ( 15) de l'élément mobile ( 8) et de la partie en champignon ( 10) de l'élément statique de guidage ( 7) sont définies toutes deux par des génératrices rectilignes ou bien par des génératrices & plusieurs rayons.