Brevet FR2520474A1 — publié le 19830729

La présente invention concerne des valves de sûreté monodirectionnelles et bidirectionnelles employées pour la décharge et la reconstitution d'un fluide tel qu'air et/ou gaz et/ou liquide, appliquées particulièrement à des moteurs électriques submergés. Ces moteurs électriques qui ont une forme cylin drique très étroite et allongée, sont couplés à des pompes surtout pour l'extraction de l'eau du sous-sol. Etant donné leur emploi, ils fonctionnent complètement au contact de l'eau tant à l'intérieur qu'à l'ex térieur. En effet ils sont. mouillés à l'extérieur par l'eau de la nappe qui doit etre extraite du puits alors qu'à l'intérieur ils sont remplis de liquide, ce liquide pouvant etre de l'eau pure ou un mélange d'eau et d'huile émulsionnable ou de l'eau associée à des additifs antigel. Pendant leur fonctionnement les moteurs électri ques développent de la chaleur, et par conséquent le liquide y contenu se dilate, se réchauffant et se dilatant également l'air y contenu. Dans le but de compenser la dilatation du liquide et éliminer le coussin d'air, les moteurs électriques de ce type ont un diaphragme élastique de compensation et une valve de sûreté. En effet quand un moteur est rempli de liquide, celui-ci déforme le diaphragme et une certaine quantité d'air reste emprisonnée dans le liquide. Quand le moteur commence à fonctionner la valve décharge l'air de l'intérieur vers l'extérieur et quand il est arreté il se refroidit et le liquide y contenu subit une diminution de volume, qui est compensée par le diaphragme de compensation qui reprend sa position primitive. Si la compensation du diaphragme n'est pas suf fisante à créer l'équilibre des pressions à l'intérieur et à l'extérieur du moteur, il se rend nécessaire l'intervention de la valve qui, s'ouvrant de l'extérieur vers l'intérieur, reconstitue le liquide qui manque jusqu'à quand un équilibre est atteint. La valve a aussi des fins de sureté: en effet, en cas de fonctionnement anomale, la pression intérieure pourrait augmenter de manière dangereuse; toutefois l'arrangement de la valve cause son ouverture vers l1exté- rieur et le déchargement d'une petite quantité de liquide interne qui sera reconstitué lors d'un refroidissement suivant du moteur. Les valves de l'art connu sont du type à bille ou des vannes pointeau et ont les mêmes caractéristiques que celles utilisées pour les pneus,à diaphragme et à champignon;eRes ont toutefois plusieurs inconvénients, par exemple elles vieillissent très rapidement et se bouchent plus facilement à cause de l'ensablement, des incrustations et de l'oxydation. Le but ét le problème technique de la présente invention est justement celui de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus en mettant en oeuvre un type de valve de construction simple et peu coûteuse, d'application et d'entretien facile et ayant en meme temps une grande fiabilité quant à son fonctionnement et à sa sécurité. La solution de ce problème technique a été obtenue en mettant en oeuvre une valve du type en question formée d'un corps cylindrique pourvu à son intérieur d'un trou de passage du fluide qui relie l'une de ses paroi celle de fond à un dégorgement annulaire prévu sur le corps cylindrique, l'intérieur de ce dégorgement étant entouré d'une première bague en caoutchouc pourvue d'une lèvre qui prend appui sur une paroi circonférentielle du dégorgement annulaire et destinée à appuyer davantage sur ladite paroi ou à s'éloigner de celle-ci, ce qui entraîne la correspondante fermeture ou ouverture du trou à travers le dégorgement annulaire. D'autres caractéristiques consistent en ce que la paroi de fond de ladite valve est destinée à etre appliquée à l'enveloppe de moteurs électriques ou similaires, de manière que ladite bague en caoutchouc peut se trouver à l'intérieur ou à l'extérieur de ladite enveloppe et qu'une deuxième bague en caoutchouc, pourvue de lèvre, est disposée en sens inverse de celui de la première bague et prend appui sur une paroi circonférentielle d'un corps, coaxial et extérieur par rapport au corps cylindrique, pourvu d'un premier trou de passage du fluide disposé de côté opposé par rapport au trou du corps cylindrique et d'un deuxième trou relié au premier trou à travers l'interstice formé entre le corps cylindrique et le corps coaxial, dans cet interstice agissant en sens contraire l'une par rapport à l'autre les lèvres formées par lesdites deux bagues en correspondance du trou du corps cylindrique et du deuxième trou du corps coaxial. La description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, de la présente invention est illustrée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un type de moteur électrique submergé; - la figure 2 est une vue en coupe d'une valve monodirectionnelle en entrée; - la figure 3 est une vue en coupe d'une valve monodirectionnelle en sortie; - la figure 4 est une vue en coupe d'une valve bidirectionnelle. La valve V1 objet de l'invention est formée d'un corps cylindrique 1 qui se termine par une paroi de fond 2 et qui est pourvu à son intérieur d'un trou 3 de passage du fluide qui peut etre de l'air, du gaz ou un liquide. On prévoit un dégorgement annulaire 4 l'intérieur duquel est entouré d'une bague de caoutchouc 5 pourvue d'une lè vre 6 qui prend appui sur la paroi circonférentielle 7 dudit dégorgement annulaire 4; Ladite valve ainsi confor mée peut etre appliquée à l'enveloppe 8 d'un moteur électrique submergé M, de manière que ladite bague de caoutchouc 5 peut se trouver à l'intérieur (figure 2); à cause de cela, si la pression P1 à l'extérieur de l'enveloppe 8 est plus forte que la pression P2 à l'intérieur de l'enveloppe, le fluide passe à l'intérieur étant donné que la lèvre 6 s'eloigne de la paroi circonférentielle 7 ouvrant par conséquent le trou 3 à travers le dégorgement annulaire 4. Dans le cas où la pression P2 à l'intérieur del'enveloppe 8 serait plus forte que la pression extérieure P1, il n'y aurait aucun passage de fluide à l'extérieur, étant donné que la lèvre 6 s'appuie davantage sur la paroi 7, en assurant la fermeture du trou 3. Quand la valve est appliquée à l'enveloppe 8 selon la disposition illustrée sur la figure 3, c'està-dire renversée par rapport à la disposition précédente de la figure 2, il se vérifie le cas contraire, c'està-dire que quand la pression extérieure P1 est plus forte que la pression intérieure P2 il n'y a aucun passage et par conséquent aucune reconstitution du fluide à l'intérieur de l'enveloppe, alors que quand la pression P2 à l'intérieur est plus forte que celle extérieure P il y a le passage et par conséquent l'éVacuation-du fluide vers l'extérieur. Si l'on désire être sûr d'avoir un équilibre entre la pression extérieure et celle intérieure dans un moteur électrique de ce type, on peut appliquer les deux valves décrites ci-dessus simultanément, l'une en sortie et l'autre en entrée; on peut également placer une seule valve en sortie en faisant recours à d'autres moyens en vue d'obtenir cet équilibre; on peut par exemple obtenir la reconstitution du fluide à travers l'étanchéité de l'arbre 9 du meme moteur M, qui, comme on peut remarquer sur la figure 1, est de forme allongée et pourvu d 'un rotor 10 de type connu plongé dans le stator11 fixé à l'enveloppe 8. Sur le fond 12 du moteur, du côté opposé de l'ar bre 9, on prévoit le diaphragme elastique 13 de type connu, destiné à compenser, du moins partiellement, la dilatation du fluide intérieur, comme éclairci plus haut. Dans le but de réaliser l'évacuation et la reconstitution du fluide au moyen d'une seule valve, tant quand la pression à l'intérieur du moteur est plus forte que quand elle est plus faible par rapport à celle extérieure, la valve V1 jusqu'ici décrite a été réunie à une autre, en obtenant une valve bidirectionnelle V2 (figures 1 et 4), conformée de la manière suivante. A l'extérieur du premier corps cylindrique 1 est fixé un corps coaxial 14 pourvu d'un premier trou 15 de passage du fluide disposé du côté opposé par rapport au trou 3 et d'un deuxième trou 16 relié au premier trou 15 à travers l'interstice 17. Sur le corps cylindrique 1 est enroulée une deuxième bague de caoutchouc 18 parallèlement à la première bague 5i La bague 18 est aussi pourvue d'une lèvre 19 disposée en sens inverse par rapport à celui de la première bague 5 et venant s'appuyer sur la paroi circonférentielle 20 du corps coaxial 14. Dans ledit interstice 17 agissent en sens inverse l'une par rapport à l'autre les lèvres 6 et 19 respectivement en correspondance du trou 3 du corps cylindrique 1 et du deuxième trou 15 du corps coaxial 14. Grâce à cet arrangement, quand la pression intérieure P2 est plus forte que la pression extérieure P le fluide s'écoule dans toutes les directions et pousse toujours davantage la lèvre 6 contre la paroi 7 fermant le trou 3; La meme pression est exercée également sur la bague 18, ce qui éloigne la lèvre 19 de la paroi circonférentielle 20 de manière que le deuxième trou 16 est ouvert et il laisse échapper du fluide jusqu'à quand l'équilibre des pressions est atteint. Quand la pression P1 est plus forte que la pression P2, le fluide extérieur, à travers le deuxième trou 16, tend à plaquer toujours davantage la lèvre 19 contre la paroi 20; La meme pression est exercée sur la lèvre 6 par le fluide qui entre à travers le trou 3, de manière que le fluide, soulevant la lèvre 6, passe à travers le premier trou 15 et entre à l'intérieur du moteur jusqu'à quand l'équilibre des pressions est atteint. Par cette forme d'exécution on a complètement résolu le problème technique énoncé au préambule. Evidemment de nombreuses modifications ou variantes pourront etre apportées aux caractéristiques de la valve en question et à ses applications pratiques, sans pour autant s'éloigner des principes de base de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Valve de sûreté pour la décharge et la reconstitution d'un fluide tel qu'air et/ou gaz et/ou liquide, appliquée à l'enveloppe de moteurs électriques submergés et similaires, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps cylindrique pourvu à son intérieur d'un trou de passage du fluide qui relie sa paroi de fond à un dégorgement annulaire prévu sur le corps cylindrique, l'intérieur de ce dégorgement étant entouré d'une première bague en caoutchouc pourvue d'une lèvre qui prend appui sur une paroi circonférentielle du dégorgement annulaire et destinée à appuyer davantage sur ladite paroi ou à s'éloigner de celle-ci, ce qui entraîne la correspondante fermeture ou ouverture du trou à travers le dégorgement annulaire. 2. Valve de sûreté selon la revendication 1, carac-térisée en ce que sa paroi de fond est destinée à être appliquée à l'enveloppe de moteurs électriques ou similaires de manière que ladite bague de caoutchouc peut se trouver à l'intérieur ou à l'extérieur de ladite enveloppe. 3. Valve de sûreté selon la revendication 1, caractérisée en ce qu 'une deuxième bague de caoutchouc pourvue de lèvre est disposée en sens inverse par rapport à celui de la première bague et prend appui sur une paroi circonférentielle d'un corps, coaxial et extérieur au corps cylindrique, pourvu d'un premier trou de passage du fluide disposé du côté opposé par rapport au trou du corps cylindrique et d'un deuxième trou relié au premier trou à travers l'interstice formé entre le corps cylindrique et le corps coaxial, dans cet interstice agissant, en sens inverse l'une par rapport à l'autre, les lèvres portées par lesdites deux bagues en correspondance du trou du corps cylindrique et du deuxième trou du corps coaxial. 4. Valve de sureté selon la revendication 3, caractérisée en ce que la deuxième bague de caoutchouc est disposée autour du corps cylindrique parallèlement à la première bague de caoutchouc.