Brevet FR2552844A1 — publié le 19850405

Agencement de soupape comprenant au moins deux soupapes à membrane. L'invention concerne un agencement de soupape comprenant au moins deux soupapes à membrane qui sont raccordées à un système de canalisations commun et dont les membranes sont respectivement serrées entre des première et seconde surfaces de serrage constituées sur deux parties du carter, un siège de soupape et une chambre de soupape entourant ce dernier étant prévus à l'intérieur de l'une des surfaces de serrage et un dispositif d'application de charge étant prévu à l'intérieur de l'autre surface de serrage, destiné en particulier à un br leur comportant une pompe à mazout. Un agencement de soupape connu de ce type est associé à un br leur comportant une pompe à mazoutde manière que la pression du mazout au niveau de la buse puisse avoir deux valeurs différentes et que l'on puisse ainsi amener dans la chambre de combustion des quantités de mazout différentes Dans ce but, on prévoit deux soupapes de régulation de pression constituées sous forme de soupapes à membrane, dont la pression peut être réglée au moyen d'un ressort réglable Les deux soupapes sont disposées entre le c 8 té pression de la pompe et le c 6 té retour, la soupape de régulation de pression dont la pression est la plus faible étant montée en série avec une soupape de commutation, à savoir une électrovanne Dans la conduite d'amenée allant a la buse sont prévues une autre soupape à membrane qui ne s'ouvre que lorsque la pression de la pompe a dépassé une valeur prédéterminée, et une soupape de coupure constituée sous forme d'une électrovanne L'assemblage des soupapes à membrane individuelles et en particulier le serrage des membranes est la cause de travaux considérables En outre, il faut disposer d'une place suffisante pour la mise en place des soupapes individuelles. L'invention a pour but de proposer un agencement de soupape du type mentionné dans le préambule, pouvant être monté plus facilement et mis en place dans un espace plus réduit. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que les membranes sont constituées sous forme de sections d'un seul tenant d'un disque de soupape élastique et que les premières surfaces de serrage sont prévues sur une première partiede carter commune et les secondes surfaces de serrage sur une seconde partie de carter commune. Du fait qu'aussi bien les membranes que les premières et secondes surfaces de serrage sont respectivement rassemblées en un seul composant, le montage est facile Pour réaliser le serrage des membranes de toutes les soupapes à membrane, il suffit d'aligner simplement trois parties les unes avec les autres et de les serrer ensuite ensemble Ces trois parties ont des dimensions suffisantes pour leur manipulation Malgré cela, les soupapes à membrane individuelles peuvent être disposées très près les unes des autresce qui fait que la place nécessaire est réduite. Le disque de soupape peut comprendre au moins une autre section de membrane qui forme avec un enfoncement pratiqué dans l'une des parties de carter communes une chambre d'amortissement des oscillations Cette chambre ne provoque qu'une très faible augmentation du coût du fait que les pièces nécessaires à la formation de la chambre sont déjà existantes. Il est en outre avantageux que les sections de la membrane soient entourées au moins sur un c 6 té par un bourrelet de serrage Ainsi, on obtient des zones de serrage définies, ce qui fait que les membranes qui sont d'un seul tenant avec le disque de soupape ont toujours la même surface active En outre, les bourrelets de serrage forment un dispositif d'étanchéité isolant les chambres limitées par la membrane dans le plan du disque. De préférence, les sections de membrane sont renforcées, au moins dans la région du siège de la soupape Ceci facilite l'utilisation directe des sections de la membrane en tant qu'éléments de fermeture. Le renfort peut être constitué dans le cas le plus simple par une région dont l'épaisseur du matériau est plus épaisse que celle de la section restante de la membrane. Lorsque la soupape est soumise à une force importante, il est recommandé de former le renfort au moyen d'un élément d'appui fixé sur le disque de soupape A titre d'exemple, l'élément-d'appui peut être vulcanisé directement sur le disque de soupape. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le système de canalisations comprend des sections se dirigeant vers les deux côtés du disque de soupape et ce dernier comprend en dehors des sections de la membrane des passages rendus étanches par serrage entre les parties de carter communes en vue de la liaison des sections du système de canalisations Ceci apporte une grande liberté pour la disposition du système de canalisations, en particulier pour utiliser les composants présents en économisant de la place En règle générale, on dispose à l'intérieur du disque de soupape et à l'extérieur des sections de membrane d'une place suffisante pour y pratiquer des passages de ce type. Ces passages sont -avantageusement entourés de bourrelets de serrage qui déterminent une étanchéité fiable du passage par compression des deux parties de carter communes. En outre et au moins sur un c 8 té du disque de soupape, l'espace situé à l'extérieur des surfaces de serrage ou des bourrelets de serrage peut être relié au côté basse pression du système de canalisations Ceci provoque un soulagement du disque de soupape et permet en outre d'évacuer sans problèmes d'éventuelles fuites de mazout. Sur le plan constructif, il est recommandé que la première partie de carter commune comprenne une région en forme de plateau, porte les sièges de soupape et les surfaces de serrage sur le c 6 té qui est tourné vers le disque de soupape, limite sur le c 6 té opposé des sections du système de canalisations et soit traversé par des canalisations d'amenée et de sortie Les sections du système de canalisations peuvent être alors constituées en particulier par des rainures fârmées dans la région en forme de plateau et recouvertes par une plaque de recouvrement Ceci permet de constituer le système de canalisations dans un espace réduit même lorsque ces canalisations suivent un parcours compliqué. De façon particulièrement avantageuse, la seconde partie de carter commune présente une surface frontale libre disposée sensiblement parallèlement au disque de soupape et des alésages axiaux partant de cette surface, destinés à recevoir chacun un dispositif d'application de charge et un dispositif de réglage associé Ceci permet de mettre en place le dispositif d'application de charge à moindre frais et de le régler de l'extérieur après assemblage. En outre, la seconde partie de carter commune peut comprendre sur sa surface frontale et/ou périphérique des ouvertures de raccordement qui sont en liaison avec le système de canalisations Quand l'ensemble est monté et terminé, on peut alors lui raccorder par exemple la conduite de la buse, un manomètre, une prise de pression pour la pompe, une prise pour la pression d'aspiration, la conduite d'aspiration ou la conduite de retour. Dans les ouvertures de raccordement peut également être prévu un siège de soupape dans lequel on peut monter une tête d'électrovanne avec un élément de fermeture Ceci apporte des possibilités supplémentaires pour relier les soupapes de commutation aux soupapes à membrane. Selon un mode de réalisation préféré, il est fait en sorte que la première partie de carter commune, le disque de soupape et la seconde partie de carter commune dont la surface frontale est dégagée soient raccordés au côté frontal d'une pompe à engrenages Ceci conduit à un ensemble très compact comprenant la pompe à engrenages et l'agencement de soupape. En particulier, on peut raccorder à la seconde partie de carter commune une paroi périphérique qui recouvre le carter de la pompe à engrenages, la première partie de carter commune et le disque de soupape Ainsi, le disque de soupape et la première partie de carter commune sont montés de façon bien protégée L'espace situé entre le carter de la pompe et la paroi périphérique peut servir à la mise en place d'un filtre et à guider la pression d'aspiration, ce qui fait qu'il n'y a aucune difficulté à maintenir les parties du disque de soupape se trouvant en dehors des positions de serrage sous la pression d'aspiration L'invention va maintenant être expliquée plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation préféré et avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma d'unepompe à mazout comprenant un agencement de soupape constitué selon l'invention, la figure 2 est une vue par la gauche de l'ensemble de la figure 3, à plus petite échelle, la figure 3 est une coupe longitudinale de l'ensemble de la figure 2, à plus grande échelle et montrant le disque de soupape de façon simplifiée, la figure 4 est une vue du côté de la première partie commune qui est tourné vers le disque de soupape, la figure 5 est une vue du côté du composant de la figure 4 qui est tourné vers le disque de soupape, la figure 6 est une vue du côté d'un disque de soupape qui est tourné vers le composant de la figure 4, la figure 7 est une vue du c 6 té opposé du disque de soupape de la figure 6, la figure 8 est une coupe de la région de la section de membrane d'une soupape de régulation de pression, dans le sens transversal, la figure 9 est une coupe d'une section de la région de la section de membrane d'une soupape de régulation de pression, en direction longitudinale, et la figure 10 est une coupe dans la région d'un passage. A la figure 1 est montrée une unité de pompage de mazout 1 Elle comprend une pompe à engrenages 2, trois soupapes de régulation 4, 5 et 6 constituées sous forme de soupapes à membrane ainsi que deux électrovannes 7 et 8 constituées sous forme de soupapes de commutation. La pompe à engrenages 2 permet d'aspirer le mazout en passant par un raccord de conduite d'aspiration 9 et un filtre 10 et de l'envoyer dans une conduite de pression 11 d'un système de canalisations 12 Lorsque l'électrovanne 8 est ouverte et lorsque la pression du mazout dépasse la pression d'ouverture de la soupape de régulation de pression 6, le mazout parvient au raccord 13 de la buse La soupape de régulation de pression 4 est réglée sur une pression supérieure à celle de la soupape de régulation de pression 5 L'électrovanne 7 est ouverte quand elle est dans sa position de repos De ce fait, la pression régnant dans la conduite de pression 11 est maintenue par la soupape de régulation de pression 5 à la pression réduite qui a été réglée La quantité de mazout passant par la conduite 13 de la buse est donc importante en proportion Si par contre l'électrovanne 7 est fermée, la pression monte dans la conduite de pression 11 jusqu'à la pression prédéterminée par la soupape de régulation de pression La quantité de mazout fournie par la buse est plus importante en proportion Le mazout en surplus parvient dans la conduite de retour 14 d'o il retourne au réservoir par le raccord de retour 15 quand il s'agit d'une installation à deux voies ou bien peut revenir au c 8 té aspiration de la pompe à engrenages 2 en passant par un clapet de non-retour 16 quand il s'agit d'une installation à une voie Tant que la pression de la pompe est trop faible pour déterminer l'ouverture de l'une des soupapes de régulation de pression 4, 5 ou 6, elle peut s'évacuer vers le c 8 té retour en passant par un étranglement 17 La pression d'aspiration peut être prélevée d'une ouverture de raccordement 18, la pression de la pompe d'une ouverture de raccordement 19 et la pression de la buse d'une ouverture de raccordement 20 L'ouverture de raccordement 19 peut également être utilisée pour le désaérage. La figure 2 est une vue en plan du c 6 té frontal 21 de la pompe 1. Elle comprend un couvercle 22 sur la surface périphérique 23 duquel sont disposés le raccord d'aspiration 9, le raccord de la buse 13, le raccord de retour 15 et le raccord de pression de la pompe, alors que sur son c 8 té frontal 21 sont prévus le raccord 18 pour la pression d'aspiration et le raccord 20 pour la pression de la buse On voit en outre sur le côté frontal une vis de réglage 24 destinée au ressort de charge 25 de la soupape de régulation de pression 4 dont la pression est la plus élevée et une vis de réglage 26 destinée au ressort de charge 27 de la soupape de régulation de pression 5 dont la pression est la plus basse En outre, on peut voir les têtes de deux vis de serrage 28 et 29 Les électrovannes 7 et 8 comprennent respectivement une tête 30 ou 31 qui est introduite dans une autre ouverture de raccordement 32 ou 33-de la surface périphérique 23 du couvercle 22. Chaque tête comprend un élément de fermeture 34 coopérant avec un siège de soupape 35 prévu dans le couvercle 22. La figure 3 est une coupe longitudinale de l'unité de pompe 1 La pompe à engrenages 2 comprend une-roue dentée 36 à denture externe, qui est entratnée par un arbre 37 Elle engrène avec une couronne dentée à denture interne 38 qui peut tourner dans un anneau de guidage 39 Le carter 40 de la pompe est constitué par cet anneau de guidage, la bride 41 d'un logement de palier 42 et une plaque frontale 43, qui sont reliés les uns aux autres par des vis 44 Le carter 40 de la soupape est entouré par un élément 45 de forme annulaire, supportant le filtre 10 Dans le carter de la soupape est en outre monté le clapet de non-retour 16. A l'extérieur de la plaque frontale 43 se trouve une plaque formant écran 46 et une plaque d'étanchéité 47 Puis vient un premier composant commun 48 en forme de plaque, un disque de soupape commun 49 et le couvercle 22, tous ces éléments étant maintenus par les vis 28. Le couvercle 22 comprend une partie en forme de plateau qui sert de second composant commun 50, et une paroi périphérique 51 qui recouvre le carter 40 de la soupape et est rendu étanche par rapport à cette dernière par une bague d'étanchéité 52 La chambre 53 ainsi constituée est en liaison avec le côté aspiration de la pompe 2 On peut voir sur le dessin le raccord de retour 15 et le raccord d'aspiration 18, qui dans la mesure o ils ne sont pas utilisés sont fermés de façon étanche par des bouchons à vis 50 ou 55. Aux figures 4 et 5, on voit que le premier composant commun 48 en forme de plateau comprend sur le c 6 té tourné vers le disque de soupape un siège de soupape 56 pour la soupape de régulation de pression 4, un siège de soupape 57 pour la soupape de régulation de pression 5 et un siège de soupape 58 pour la soupape de régulation de pression 6 Tous les sièges de soupape sont entourés par une chambre en forme de gorge annulaire 59, 60 ou 61 Au centre du siège de soupape sont prévues des canalisations axiales 62, 63 et 64, et dans la région des chambres des soupapes sont prévues des canalisations axiales 65 ou 66, 67 et 68 En outre, pour former une chambre d'amortissement des bruits 69, on prévoit un enfoncement 70 avec une canalisation axiale 71 Par ailleurs, on prévoit plusieurs canalisations axiales 72, 73, 74, 75 et 76 Les canalisations axiales sont en liaison avec des rainures 77, 78, 79, 80, 81 et 82 sur le c 8 té opposé au disque de soupape 49, et qui est fermé de son c 6 té par le disque d'étanchéité 47 Un bord 83 sert à la fixation du disque de soupape 49. Comme le montrent les figures 6 et 7, le disque de soupape 49 qui est constitué dans son ensemble par le même matériau élastique comprend quatre sections de membrane formées d'un seul tenant, à savoir la section de membrane 84 destinée à la soupape de régulation de pression 4, la section de membrane 85 destinée à la soupape de régulation de pression 5, la section de membrane 86 destinée à la soupape de régulation de pression 6 et la section de membrane 87 destinée à l'amortisseur d'oscillations 69 Dans la région des sections de membrane 84 et 85 sont vulcanisés des éléments d'appui 88 et 89 en métal en vue de leur renfort, comme le montrent les figures 7 et 8. Dans la région de la section de membrane 86 est prévue une région 90 d'épaisseur de paroi plus importante en vue du renfort En outre, le disque de soupape 49 comprend des passages 91, 92, 93, 94 et 95 qui correspondent aux canalisations axiales 72 à 76, et les canalisations correspondantes prévues dans le second composant commun 50, comme on peut le voir pour la canalisation 96 à la figure 3 Les passages 91 à 95 du disque de soupape 49 correspondent aux positions D qui sont indiquées à la figure 1. Sur les deux côtés du disque de soupape 49 et autour de toutes les sections de membrane 84 à 87 et autour de tous les passages 91 à 95 sont disposés des bourrelets de serrage A titre d'exemple, la figure 8 montre les deux bourrelets de serrage 97 et 98 disposés sur les deux côtés et destinés à la région 84 de la membrane, la figure 9 montrant les deux bourrelets de serrage 99 et 100 montés des deux côtés et destinés à la région 86 de la membrane et la figure 10 montrant les deux bourrelets de serrage 101 et 102 disposés des deux côtés et destinés à la région du passage 91 Les autres passages pratiqués dans le premier composant commun 48 et dans le disque de soupape 49 servent au passage des vis 28, ou bien pour atteindre les vis 44. Comme le montre la figure 3, le ressort de charge 25 de la soupape de régulation de pression 4 agit sur l'élément de support 88, ce ressort pouvant être réglé par la vis de réglage 24 La charge réglable appliquée par la soupape de régulation de pression 5 est constituée de façon correspondante La soupape de régulation de pression 6 est chargée par un ressort 103 à précontrainte fixe, qui agit par l'intermédiaire d'un élément en forme de cuvette 104 sur la région 86 de la membrane. Le montage de l'unité de pompe 1 est très simple Après avoir placé la pompe 2 dans son carter 40, il suffit de pousser par dessus l'élément 45, la plaque formant écran 46, la plaque d'étanchéité 47, le premier composant commun 48 en forme de plateau et la plaque de soupape 49 étant disposés par dessus, puis en enfonçant le couvercle 22, l'ensemble étant ensuite serré au moyen des vis 28 Dans la région des bourrelets de serrage 97 à 102 se forment alors automatiquement des surfaces de serrage par appui sur les deux composants communs voisins 48 et 50, comme cela est indiqué par les régions en tiretés 105, 106, 107 et 108 montrées à la figure 5. L'agencement de soupape décrit convient également à d'autres circuits que celui de la figure 1 Par exemple, la soupape de régulation de pression 5 et l'électrovanne 7 peuvent être interchangées Ceci est souvent intéressant quand il faut prélever une pression entre ces deux soupapes Le principe décrit convient également à d'autres applications, par exemple à des commandes hydrauliques, des installations de refroidissement ou analogues Les bourrelets annulaires peuvent être également éliminés, comme cela est montré à la figure 3, ou seulement disposés sur un côté du disque de soupape 48. REVENDICATIONS 1 Agencement de soupape comprenant au moins deux soupapes à membrane qui sont raccordées à un système de canalisations commun et dont les membranes sont respectivement serrées entre des première et seconde surfaces de serrage constituées sur deux parties du carter, un siège de soupape et une chambre de soupape entourant ce dernier étant prévus à l'intérieur de l'une des surfaces de serrage et un dispositif d'application de charge étant prévu à l'intérieur de l'autre surface de serrage, destiné en particulier à un brileur comportant une pompe à mazout, caractérisé en ce que les membranes sont constituées sous forme de sections ( 87, 88) d'un seul tenant d'un disque de soupape ( 49) élastique et que les premières surfaces de serrage ( 105-108) sont prévues sur une première partie de carter commune ( 48) et les secondes surfaces de serrage sur une seconde partie de carter commune ( 50). 2 Agencement de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque de soupape ( 41) comprend au moins une autre section de membrane ( 87) qui forme avec un enfoncement ( 70) pratiqué dans l'une ( 48) des parties de carter communes une chambre d'amortissement des oscillations ( 69). 3 Agencement de soupape selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les sections ( 84-87) de membrane sont entourées au moins sur un c 6 té par un bourrelet de serrage ( 97-100). 4 Agencement de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les sections de membrane ( 84-86)-sont renforcées, au moins dans la région du siège de soupape ( 56-58). Agencement de soupape selon la revendication 4, caractérisé en ce que le renfort est constitué par une région ( 90) dont l'épaisseur du matériau est plus épaisse que celle de la section restante ( 86) de la membrane. 6 Agencement de soupape selon la revendication 5, caractérisé en ce que le renfort est formé au moyen d'un élément d'appui ( 88, 89) fixé sur le disque de soupape ( 49). 7 Agencement de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le système de canalisations ( 12) comprend des sections se dirigeant vers les deux c 8 tés du disque de soupape ( 49) 1 I et en ce que ce dernier comprend en dehors des sections de membrane ( 8487) des passages ( 91-95) rendus étanches par serrage entre les parties de carter communes ( 48, 50) en vue de la liaison des sections du système de canalisations. 8 Agencement de soupape selon la revendication 7, caractérisé en ce que les passages ( 91-95) sont entourés de bourrelets de serrage ( 101, 102). 9 Agencement de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins sur un côté du disque de soupape ( 49), l'espace situé à l'extérieur des surfaces de serrage ou des bourrelets de serrage ( 97-100) est relié au côté basse pression du système de canalisations. Agencement de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la première partie de carter commune ( 48) comprend une région en forme de plateau, porte les sièges de soupape ( 56-58) et les surfaces de serrage ( 105-108) sur le c 8 té qui est tourné vers le disque de soupape ( 49), limite sur le coté opposé des sections ( 77-82) du système de canalisations ( 12) et est traversé par des canalisations d'amenée et de sortie ( 62-68). 11 Agencement de soupape selon la revendication 10, caractérisé en ce que les sections du système de canalisations ( 12) sont constituées par des rainures ( 77-82) formées dans la région en forme de plateau et recouvertes par une plaque de recouvrement ( 47). 12 Agencement de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la seconde partie de carter commune ( 50) présente une surface frontale libre disposée sensiblement parallèlement au disque de soupape ( 49) et des alésages axiaux partant de cette surface, destinés à recevoir chacun un dispositif d'application de charge ( 25) et un dispositif de réglage ( 24) associé. 13 Agencement de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la seconde partie de carter commune ( 50) comprend sur sa surface frontale et/ou périphérique ( 21, 23) des ouvertures de raccordement ( 9, 13, 15, 18, 19, 20, 32, 33) qui sont en liaison avec le système de canalisations ( 12). 14 Agencement de soupape selon la revendication 13, caractérisé en ce que dans les ouvertures de raccordement ( 32, 33) est prévu un siège de soupape ( 35) dans lequel on peut monter une tête d'électrovanne avec un élément de fermeture ( 34). Agencement de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la première partie de carter commune ( 48), le disque de soupape ( 49) et la seconde partie de carter commune ( 50) dont la surface frontale ( 21) est dégagée sont raccordés au côté frontal d'une pompe à engrenages ( 2). 16 Agencement de soupape selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'à la seconde partie de carter commune ( 50) se raccorde une paroi périphérique ( 51) qui recouvre le carter ( 40) de la pompe à engrenages ( 2), la première partie de carter commune ( 48) et le disque de soupape ( 49).