Brevet FR2517014A1 — publié le 19830527

Divers ensembles à valves ont été réalisés jus- qu'à présent pour évacuer un liquide qui s'est accumulé dans un récipient fermé (par exemple un séparateur carburant/ eau) L'écoulement commandé du liquide accumulé, par exemple de l'eau, pose souvent un problème, car il existe une dépres- sion à l'intérieur du récipient Les ensembles à valves antérieurs utilisés à cet effet font l'objet d'un ou plu- sieurs des inconvénients suivants a) l'ensemble est com- plexe et de réalisation coûteuse; b) l'ensemble exige un entretien et une maintenance supérieurs à la normale; c) l'ensemble est volumineux et peu commode à manoeuvrer; d) l'ensemble n'est pas efficace pour l'écoulement commandé du liquide accumulé; et e) l'ensemble est difficile à monter sur le récipient et le remplacement de ses divers éléments constitue une opération longue et coûteuse. L'invention a donc pour objet un ensemble à valve perfectionné, du type décrit ci-dessus, conçu pour éliminer les inconvénients précités L'invention a pour autre objet un ensemble à valve du type décrit, comportant un nombre minimal de pièces. L'invention concerne donc un ensemble à valve destiné à l'écoulement commandé d'un liquide qui s'est accumulé dans un récipient fermé à l'intérieur duquel existe une dépression L'ensemble comprend un corps, qui est monté sur le récipient, et une pièce d'obturation qui est montée sur le corps pour pouvoir se déplacer sélective- ment entre des positions d'ouverture et de fermeture Le corps comporte une première partie qui s'étend à l'inté- rieur de la partie du récipient dans laquelle le liquide s'accumule Une deuxième partie du corps est reliée à la première partie et destinée à être fixée au récipient Le corps comporte également une troisième partie qui part de la deuxième partie et qui est disposée à proximité immé- diate de la surface extérieure du récipient Les première, deuxième et troisième parties du corps présentent un canal principal commun et un canal secondaire commun Les canaux sont indépendants l'un de l'autre et ouverts à leurs extré- mités opposées Une première extrémité de chaque canal aboutit à l'intérieur du récipient, la première extrémité du canal secondaire étant élevée par rapport à la première extrémité du canal principal Les extrémités opposées ou secondes extrémités des deux canaux communiquent avec l'extérieur du récipient La pièce d'obturation comporte un premier élément allongé qui est engagé de manière étanche et réglable dans le canal principal Une bride entoure le premier élé- ment et est disposée sur l'extérieur du récipient Un organe d'étanchéité est monté sur la bride et est destiné à fermer l'extrémité exposée du canal secondaire, sauf lorsque la pièce d'obturation est en position d'ouverture Le premier élément de la pièce d'obturation présente un alésage longi- tudinal dont une première extrémité est destinée à communi- quer avec l'intérieur du récipient lorsque la pièce d'obtu- ration est en position d'ouverture Un siège de valve, porté par la première partie du corps, est destiné à s'appliquer contre la première extrémité de l'alésage et à la fermer lorsque la pièce d'obturation est en position de fermeture. Le dégagement de l'organe d'étanchéité de l'extrémité du canal secondaire se produit après le dégagement de l'extré- mité de l'alésage du siège de la valve et après que l'ex- trémité de l'alésage s'est éloignée d'une distance prédéter- minée du siège Les dimensions relatives, en section, de l'alésage et du canal secondaire sont telles que seul un fluide gazeux peut pénétrer à l'intérieur du récipient par le canal secondaire lorsque la pièce d'obturation est en position d'ouverture et qu'aucun liquide accumulé ne sort du récipient par le canal secondaire. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe verticale partielle, à échelle agrandie, d'une première forme de réalisation de l'ensemble à valve perfectionné selon l'invention, monté sur la partie inférieure d'un récipient fermé et dont la pièce d'obturation est en position de fermeture complète par rapport au corps; la figure la est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 1, mais montrant la pièce d'obturation en position d'ouverture complète; la figure 2 est une vue de dessus à échelle agrandie du corps faisant partie de l'ensemble à valve représenté sur les figures 1 et la; les figures 3 et 4 sont des coupes suivant les lignes 3-3 et 4-4, respectivement, de la figure 2; la figure 5 est une coupe verticale à échelle agrandie de la pièce d'obturation faisant partie de l'en- semble à valve représenté sur les figures 1 et la pièce d'obturation est représentée en position de ferme- ture complète; la figure 7 est une coupe à échelle agrandie suivant la ligne 7-7 de la figure 8, montrant la pièce d'obturation en position d'ouverture complète; la figure 8 est une vue de dessus de l'ensemble à valve de la figure 6; et les figures 9 et 10 sont des coupes partielles, analogues à celles des figures 6 et 7, respectivement, mais d'une troisième forme de réalisation de l'ensemble à valve perfectionné selon l'invention. Les figures 1 et la représentent une forme de réalisation de l'ensemble perfectionné à valve 20 selon l'invention, monté sur un séparateur carburant/eau classi- que utilisé dans un moteur à combustion interne, par exemple un moteur Diesel (non représenté) Le séparateur 21 comprend normalement un récipient fermé 22 dans lequel est disposé un filtre F qui est traversé par un mélange d'eau, d'huile et d'autres impuretés pendant le fonction- nement du moteur Durant l'écoulement du mélange à travers le filtre, l'eau W est séparée de ce mélange et s'accumule au fond du récipient 22 Un ressort à boudin S peut être utilisé à l'intérieur du récipient pour positionner con- venablement le filtre dans ce dernier La structure d'un séparateur classique est bien connue de l'homme de l'art et elle ne constitue pas une partie de l'ensemble perfec- tionné à valve 20 décrit ci-après Lors de la vidange du séparateur 21, le moteur est arrêté et l'intérieur du réci- pient du séparateur est souvent sous dépression, ce qui rend extrêmement difficile l'écoulement du liquide accumulé W (par exemple de l'eau et du carburant) du récipient, à moins que le vide soit cassé. L'ensemble à-valve 20 comprend un corps 23 (figures 3 et 4) qui est de préférence réalisé d'une seule pièce, et une pièce 24 d'obturation (voir figure 5) qui est également, de préférence, réalisée d'un seul bloc La pièce 24 d'obturation peut être déplacée sélectivement par rapport au corps entre une position I de fermeture complète (figure 1) et une position II d'ouverture complète Comme représenté, le corps 23 comprend une pre- mière partie 23 a, une deuxième partie 23 b et une troisième partie 23 c Lorsque le corps est monté sur le récipient 22, la première partie 23 a est disposée dans la partie inté- rieure et inférieure du récipient, o le liquide s'accumule. Comme représenté sur les figures 1 et la, la deuxième par- tie 23 b, qui comporte une bride ou un épaulement extérieur, est également disposée à l'intérieur du récipient La troi- sième partie 23 c s'étend vers le bas de la deuxième partie 23 b et fait saillie vers l'extérieur en passant dans une ouverture convenable 22 a formée dans le fond du récipient. L'ouverture 22 a n'est pas circulaire (par exemple hexagonale) et la surface extérieure de la troisième partie 23 c, dis- posée dans l'ouverture, présente une configuration analogue, empêchant ainsi le corps 23 de tourner par rapport à l'ou- verture du récipient. Un canal principal commun 25 et un canal secon- daire commun 26 (figure 4) sont formés dans les première, deuxième et troisième parties L'extrémité supérieure de chaque canal aboutit dans la partie intérieure et inférieure du récipient 22; cependant, l'extrémité supérieure du canal secondaire est à un niveau supérieur, ce qui évite toute turbulence à des orifices latéraux P formés à l'extrémité supérieure du canal 25 L'extrémité opposée ou inférieure de chaque canal aboutit à l'extérieur du récipient Les canaux sont indépendants l'un de l'autre La première partie 23 a du corps 23 présente une configuration en pont et un siège V de valve fait saillie de la face inférieure de cette partie et est aligné, à distance, sur l'extrémité supérieure du canal principal 25 (figure 3) Le siège V de valve coopère avec l'extrémité supérieure du canal 25 pour former les orifices latéraux P. Le tronçon du canal principal 25 formé dans la troisième partie 23 c du corps est fileté intérieurement à des fins indiquées ci-après. La face inférieure de la bride 23 b de la deuxième partie présente une gorge annulaire 29 proche du bord exté- rieur de la bride et dimensionnée pour loger un joint tori- que classique 27 (voir figures 1 et la) Entre la gorge 29 et le bord extérieur, la face inférieure de la bride est légèrement inclinée afin d'épouser sensiblement la forme de la surface intérieure du fond du récipient, autour de l'ouverture 22 a Lorsque le corps est convenablement monté sur le récipient, le joint torique 27 s'applique de manière étanche contre la surface intérieure de la paroi du récipient. Le tronçon 26 a du canal secondaire 26, formé dans la troisième partie 23 c du corps 23, est un évidement annu- laire dont le centre de courbure est situé sur l'axe central longitudinal du canal principal 25 La surface extérieure de la troisième partie 23 c du corps 23 peut présenter une gorge destinée à loger une bague annulaire 28 qui s'ajuste et se verrouille élastiquement dans cette gorge La bague coopère avec la face inférieure de la bride 23 b pour main- tenir étroitement le joint torique 27 entre la bride et la partie de la paroi du récipient entourant l'ouverture 22 a. La pièce 24 d'obturation, comme montré plus clairement sur la figure 5, comprend un premier élément allongé 24 a qui est conçu pour s'ajuster dans le canal principal 25 (figures 1 et la) Un segment de l'élément 24 a présente des filets extérieurs qui s'engagent dans le tronçon taraudé du canal 25 formé dans la troisième partie 23 c du corps 23 Un second élément 24 b, analogue à une bride, est relié à la surface extérieure de l'élément 24 a dont il fait saillie latéralement et il sous-tend la troi- sième partie 23 c du corps 23 L'élément 24 b est disposé extérieurement au récipient 22 et il peut être manoeuvré à la main pour régler la pièce d'obturation 24 entre les positions I et Il. Une nervure annulaire continue 30 fait saillie vers le haut de l'élément à bride 24 b La nervure entoure à distance le tronçon fileté extérieurement de l'élément 24 a et elle est destinée à s'engager et à coulisser dans le segment évidé annulaire 26 a du canal secondaire 26 formé dans le corps 23 La nervure 30 présente une gorge exté- rieure 30 dans laquelle est logé un jôint torique classique 31. Les premier et deuxième éléments 24 a et 24 b de la pièce 24 d'obturation présentent un alésage commun 32 ouvert à ses extrémités opposées L'extrémité supérieure 32 a de l'alésage est destinée à s'appliquer de manière étanche contre le siège V de valve forme sur la première pairie 23 a du corps lorsque la pièce 24 d'obturation occupe la position t de fermeture complète Lorsque la pièce d'obtu- ration est dans la position 1, le liquide (eau) accumulé dans la partie intérieure inférieure du récipient ne peut s'en écouler En outre, le segment inférieur évidé 26 a du canal secondaire 26 est fermé par la nervure 30 et le joint torique 31 lorsque la pièce d'obturation est dans la posi- tion I et le vide pouvant exister à l'intérieur du récipient n'est donc pas cassé par de l'air ou du gaz passant dans le canal 26 et s'élevant à travers le liquide accumulé W. La distance sur laquelle la nervure 30 et le joint torique 31 dépassent de l'élément à bride 24 b est telle que le canal secondaire 26 n'est pas découvert, c'est- à-dire, le joint torique 31 n'est pas dégagé du canal évidé, avant que l'extrémité supérieure 32 a de l'alésage 32 du premier élément se soit éloignée d'une distance prédéter- minée du siège V de valve Par conséquent, une fois que le premier élément 24 a de la pièce d'obturation s'est éloigné du siège de valve et avant que le joint torique 31 se soit dégagé du segment évidé 26 a du canal secondaire, le liquide accumulé forme un ménisque s'étendant dans l'ex- trémité supérieure 32 a de l'alésage Une fois que le segment évidé 26 a a été mis à découvert par le joint torique 31, un effet de siphon se produit et le liquide accumulé s'écoule immédiatement par les orifices latéraux P et sort par l'alésage 32, et des bulles d'air remplissent les espaces vides se formant à l'intérieur du récipient par suite de l'en- lèvement du liquide et elles éliminent donc le vide qui a pu exister précédemment. Pour provoquer la formation du ménisque convexe à l'extrémité supérieure 32 a de l'alésage, il est préfé- rable que le diamètre intérieur de l'extrémité 32 a de l'alésage soit d'environ 4,45 mm Pour empêcher également le liquide accumulé de s'écouler par le canal secondaire 26, il est préférable que le diamètre intérieur du segment du canal formé dans la première partie 23 a du corps soit dans la plage d'environ 1,75 à environ 2,29 mm. Les figures 6 à 8 représentent une deuxième forme de réalisation de l'ensemble perfectionné 120 à valve, con- çue pour détecter le niveau du liquide accumulé dans la partie intérieure inférieure du récipient 22 Les divers éléments de l'ensemble à valve 120 qui correspondent à des éléments similaires de l'ensemble à valve 20 portent les mêmes références numériques, auxquelles la valeur 100 est ajoutée dans le cas de la deuxième forme de réalisation. L'ensemble à valve 120 comprend un corps 123 qui est fixé à la face inférieure du récipient 22, et une pièce d'obtu- ration 124 qui est montée sur le corps et qui peut être déplacée à la main entre une position de fermeture complète I (figure 6) et une position d'ouverture complète II (figure 7). Le corps 123 comprend une première partie allongée 123 a qui s'étend à l'intérieur du récipient en passant dans une ouverture non circulaire convenable 22 a du récipient. La première partie 123 a aboutit à une hauteur prédéterminée à l'intérieur du récipient Le tronçon extrême inférieur de la première partie 123 a est relié à une deuxième partie 123 b qui est disposée à l'extérieur du récipient 22 La partie 123 b comporte un épaulement annulaire X qui est fixé en butée contre la surface extérieure de la paroi du récipient entourant l'ouverture 22 a. Les première et deuxième parties 123 a et 123 b du corps 123 présentent des canaux communs principal et secondaire 125 et 126, respectivement Le canal 125 est similaire au canal 25 décrit précédemment et il comporte un segment qui est fileté intérieurement afin de recevoir les filets extérieurs formés -sur une partie d'une pièce 124 d'obturation Un siège V de valve est aligné à distance sur l'extrémité supérieure du canal 125 Le siège V de valve fait saillie vers le bas d'un segment B en forme de pontet formé dans la portion supérieure de la première partie 123 a du corps. Une sonde tubulaire P, conductrice du courant électrique, est disposée à l'intérieur du canal secondaire 126 L'extrémité supérieure ouverte Pa de la sonde dépasse de l'extrémité supérieure de la première partie 123 a du corps et est destinée à entrer directement en contact avec le liquide accumulé lorsque ce dernier atteint un niveau prédéterminé L'extrémité inférieure ouverte Pb de la sonde P aboutit à l'extérieur du récipient 22. Un fil conducteur L est noyé dans la seconde partie 123 b du corps et est relié par une extrémité à la sonde P et par son extrémité opposée à une source convenable (non représentée> d'alimentation en énergie électrique. Une seconde sonde P', en forme de tige, est pré- vue à l'intérieur du corps 123 (figure 6) Cette seconde sonde est en matière conductrice du courant électrique et elle s'étend sensiblement sur toute la longueur de la sonde P à distance de cette dernière La sonde P' est reliée à un second fil conducteur L' qui est noyé dans le corps De même que le fil L, le second fil conducteur L' est égale- ment connecté à la source d'alimentation en énergie électri- que En plus de la source d'alimentation, un dispositif d'alarme convenable (non représenté) est monté en série dans le circuit des sondes et de la source d'alimentation et est déclenché lorsque le circuit est fermé. Pour fermer le circuit, il est nécessaire que le liquide accumulé, qui possède une caractéristique de conduction du courant électrique, occupe l'espace V com- pris entre les extrémités supérieures apparentes des sondes P, P' Lorsque le dispositif d'alarme est déclenché, il prévient un opérateur pour que celui-ci déplace manuelle- ment la pièce d'obturation vers la position II d'ouverture complète après l'arrêt du moteur, déchargeant ainsi le liquide accumulé de l'intérieur du récipient Si cela est souhaité, le dispositif d'alarme déclenché peut être relié à la pièce d'obturation afin que cette dernière se déplace automatiquement vers la position d'ouverture complète après un arrêt automatique du moteur. La pièce 124 d'obturation comporte un premier élément allongé 124 a dont une partie est vissée dans le filetage intérieur du canal principal 125 Le premier élé- ment présente un alésage central 132 dont l'extrémité supérieure 132 a est en contact étanche avec le siège V de valve lorsque la pièce d'obturation 124 est dans sa posi- tion I de fermeture complète L'extrémité inférieure apparente du premier élément 124 a est reliée à un second élément 124 b en forme de bride qui entoure l'extrémité inférieure du premier élément Un joint Y en forme de dis- que, monté sur le second élément, est constitué d'une matière compressible, imperméable aux gaz Lorsque la pièce 124 d'obturation est dans la position I de fermeture, le joint Y est comprimé entre la face inférieure de la seconde partie 123 b du corps et le second élément 124 b en forme de bride L'épaisseur et la compressibilité du joint Y sont telles que l'extrémité 132 a de l'alésage 132 se dégage du siège V de valve avant que le joint Y découvre l'extrémité inférieure Pb de la sonde tubulaire P. De même que dans le cas de l'ensemble à valve 20, les dimensions intérieures de la sonde tubulaire P et de l'alésage 132 formé dans la pièce d'obturation sont telles qu'il ne se produit, à aucun moment, un écoulement de liquide vers l'extérieur par la sonde tubulaire P et qu'un ménisque convexe se forme à l'extrémité supérieure 132 a de l'alésage avant que le joint Y se dégage de l'extrémité de la sonde tubulaire. Les figures 9 et 10 représentent une troisième forme de réalisation de l'invention, à savoir un ensemble à valve perfectionné 220 dont la réalisation est fondamen- talement analogue à celle de l'ensemble à valve 20, sauf qu'un joint YY en forme de disque est substitué à la ner- vure annulaire 30 et au joint torique 31, et que le canal secondaire 226 présente une dimension intérieure sensible- ment uniforme sur toute sa longueur. Dans les deux ensembles 120 et 220, un joint torique classique Z peut être placé dans une partie du canal principal et peut empêcher toute fuite de liquide entre la première partie 124 a ou 224 a de la pièce d'obtu- ration et la paroi du canal principal 125 ou 225 Un joint torique analogue peut également être utilisé dans l'ensemble à valve 20, si cela est souhaité. Les dimensions et les formes des éléments de l'ensemble à valve et la façon dont l'ensemble est fixé au récipient peuvent être différentes de celles représen- tées. L'ensemble à valve perfectionné selon l'inven- tion est donc d'une fabrication simple et peu coûteuse, d'unelmise en place aisée et d'une manipulation aisée pour permettre l'écoulement commandé du liquide accumulé du récipient fermé. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'ensemble à valve décrit et re- présenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Ensemble à valve pour l'écoulement commandé d'un liquide accumulé dans un récipient fermé ( 22), carac- térisé en ce qu'il comporte un corps ( 23) monté fixement sur le récipient, et une pièce ( 24) d'obturation montée sur le corps de manière à pouvoir être déplacée sélective- ment par rapport à lui entre des positions d'ouverture et de fermeture, le corps comprenant une première partie ( 23 a) destinée à être disposée à l'intérieur du récipient o le liquide s'accumule, une deuxième partie ( 23 b) destinée à être fixée au récipient et de laquelle la première partie fait saillie dans une première direction, et une troisième partie ( 23 c) faisant saillie dans une seconde direction de la deuxième partie et destinée à dépasser à l'extérieur du récipient, les première, deuxième et troisième parties formant un canal principal commun ( 25) et un canal secon- daire commun ( 26) indépendant du canal principal, la pre- mière partie comportant un siège (V) de valve monté fixe- ment à une certaine distance d'une extrémité du canal prin- cipal, la pièce d'obturation ccmprenant un premier éléent allongé ( 24 a) disposé de manière réglable dans le canal principal qu'il obture de manière étanche, et présentant un alésage longitudinal ( 32) ouvert à ses extrémités opposées, une première extrémité de l'alésage étant fermée par le siège de valve lorsque la pièce d'obturation est en position de fermeture, un élément à bride apparente ( 24 b) entourant extérieurement le premier élément, et un élément d'étan- chéité faisant saillie de l'élément à bride et fermant de manière étanche une extrémité du canal secondaire lorsque la pièce d'obturation est en position de fermetu e, l'élé- ment d'étanchéité pouvant s'appliquer de manière non étanche contre l'extrémité du canal secondaire après que l'extré- mité de l'alésage du premier élément s'est éloignée d'une distance prédéterminée dudit siège de valve. 2 Ensemble à valve selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie extérieure du premier élé- ment de la pièce d'obturation est vissée de manière étanche dans une partie du canal principal. 3 Ensemble à valve selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal principal et l'alésage du premier élément de la pièce d'obturation sont sensiblement coaxiaux. 4 Ensemble à valve selon la revendication 1, caractérisé en ce que le segment ( 26 a) du canal secondaire formé dans la troisième partie du corps est évidé par rap- port à une surface apparente de-la troisième partie et présente une configuration annulaire, le segment évidé entourant à distance le segment du canal principal formé dans la troisième partie du corps. Ensemble à valve selon la revendication 4, caractérisé en ce que le segment évidé du canal secondaire est centré sur un axe longitudinal central du canal prin- cipal. 6 Ensemble à valve selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité comprend une nervure annulaire continue ( 30) faisant saillie de l'élé- ment à bride de la pièce d'obturation, la nervure pouvant coulisser de manière étanche dans le segment évidé du canal-secondaire, sauf lorsque ladite pièce d'obturation prend une position d'ouverture par rapport au corps. 7 Ensemble à valve selon la revendication 1, caractérisé en ce que des premières extrémités correspon- dantes du canal principal et du canal secondaire aboutissent à l'intérieur du récipient, la première extrémité du canal secondaire étant à un niveau supérieur à celui de la pre- mière extrémité correspondante du canal principal. 8 Ensemble à valve selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal secondaire ( 126) du corps ( 123) comporte une première sonde tubulaire allongée (P> en matière conductrice du courant électrique, une première extrémité (Pa) de la sonde faisant saillie de la première partie ( 123 a) du corps et étant destinée à être exposée à l'intérieur du récipient, à un niveau prédéterminé au-dessus du fond du récipient, une seconde sonde (P') en matière conductrice du courant électrique faisant saillie de la première partie du corps et étant espacée de la première extrémité de la première sonde, lesdites sondes étant ali- mentées électriquement et reliées à un dispositif d'alarme qui n'est déclenché que lorsque le liquide accumulé dans le récipient atteint le niveau prédéterminé et occupe la distance (G) comprise entre les sondes dépassant à l'inté- rieur du récipient, le liquide fermant ainsi le circuit des sondes et du dispositif d'alarme. 9 Ensemble à valve selon la revendication 1, caractérisé en ce que seul un fluide gazeux pénètre par le canal secondaire à l'intérieur du récipient lorsque la pièce d'obturation est dans une position d'ouverture, et le liquide accumulé s'écoule du récipient par l'alésage allongé formé dans le premier élément de la pièce d'obtu- ration. 10 Ensemble à valve selon la revendication 1, caractérise en ce que le corps et la pièce d'obturation sont réalisés chacun d'un seul bloc.