Brevet FR2549192A1 — publié le 19850118

VALVE POUR RECIPIENT DE FLUIDE SOUS PRESSION La présente invention concerne une valve pour un récipient de fluide sous pression, par exemple du ty5 pe couramment appelé bombe à aérosol. Les valves pour cet usage comprennent généralement un joint en forme de disque, en matière souple et élastique, appliqué contre la face inférieure d'une paroi supérieure d'un bossage central dirigé vers le 10 haut dans une coupelle de valve, en tûle; un clapet, comportant une surface annulaire, est poussé contre la face inférieure du joint par un ressort, aidé par la pression dans le récipient; une tige de clapet, creuse, fait saillie vers le haut à travers un trou central percé dans le joint, le joint constituant une étanchéité coulissante sur la tige; et le mouvement de la tige vers le bas provoque l'éloignement partiel ou global de la surface annulaire du clapet par rapport au joint et l'ouverture d'un passage de sortie du produit à travers 20 la tige Le clapet est contenu dans une coquille comprenant une tête et un corps tubulaires coaxiaux, la tête étant de diamètre supérieure a celui du corps, la coquille étant maintenue en place par sertissage de la paroi cylindrique du bossage, vers l'intérieur, en une pluralité de points, au-dessous de la tête de la coquille, en contact avec le bord inférieur de la tête mais en laissant un espace entre la partie sertie et le corps, ce sertissage non seulement fixant la coquille en place mais emprisonnant également la périphérie du joint, en 2 2549192 fonctionnement normal, entre le bord de la tête de la coquille et la face inférieure de la paroi supérieure du bossage Une valve ainsi constituée est appelée, dans ce qui suit, "du type décrit". Pour remplir initialement le récipient en gaz sous pression nécessaire (opération dite de "mise en gaz"), il est habituel de faire passer le gaz par la valve ellemême On appuie sur la tige pour ouvrir la valve et le gaz passe partiellement à travers la tige elle-même, c'est-à-dire en sens inverse du chemin suivi pendant la distribution, mais, du fait des petites sections de certaines parties de ce chemin, la mise en gaz par ce chemin seul serait d'une lenteur inacceptable En pratique, le gaz circule également dans l'intervalle annulaire entre la tige de clapet et l'orifice percé dans la paroi supérieure de la coquille, à travers lequel la tige fait saillie, puis le gaz repousse la partie intérieure du joint flexible, vers le bas, et l'éloigne de la tige, de sorte que le gaz peut passer vers le bas, dans la co20 quille, et pénétrer à l'intérieur du récipient Toutefois, même ce chemin est étranglé, en particulier à l'endroit du tube plongeur usuel, à orifice intérieur relativement petit, disposé à l'extrémité inférieure de la coquille, et il existe donc un autre passage Il s'agit d'un passage résultant de ce que la pression du gaz comprime le joint vers le bas, de sorte que le gaz peut s'écouler radialement vers l'extérieur, entre la surface supérieure du joint et la face inférieure de la paroi supérieure du bossage central de la coupelle, puis vers le bas autour de l'extérieur de la coquille, entre celle-ci et la paroi intérieure du bossage central. On cherche toujours à augmenter la vitesse de production de bombes à aérosol pleines par diminu35 tion du temps nécessaire à la "mise en gaz" La diffi- 3 2349191 culté a encore été aggravée par le remplacement partiel des mélanges d'hydrocarbures fluorés par du gaz carbonique, comme gaz propulseur Il y a essentiellement deux façons d'accélérer la mise en gaz: premièrement, par augmentation de la pression à laquelle elle est effectuée et, deuxièmement, par augmentation de la section transversale du passage par lequel le gaz s'écoule La première méthode a conduit à utiliser des pressions atteignant 88 bars, ce qui est proche de la limite qu'on 10 peut atteindre sans chasser et détacher la valve; il faut donc faire très attention à ce que la coquille soit solidement sertie dans le bossage central de la coupelle. On connait divers moyens pour augmenter la section transversale du passage de gaz, comprenant l'augmentation du 15 jeu autour de la tige, si nécessaire à l'aide d'encoches, et la formation d'encoches dans la périphérie du joint et/ou de la tête de la boite à clapet Des exemples de réalisations antérieures sur ces bases sont décrits dans les brevets britanniques no 1 165 081, 1 362 885 et 1 516 136, de la même demanderesse, et n 1 358 181 et 1.532 492 de Precision Valve Corporation Une proposition récente est celle qui est décrite dans la demande de brevet n 2 104 597 de Metal Box. Un inconvenient de telles encoches dans la tête de la boîte à clapet est qu'elles diminuent l'efficacité avec laquelle la coquille serre la périphérie du joint contre la paroi supérieure du bossage central de la coupelle et, par conséquent, elles peuvent diminuer la sécurité contre les fuites, en stockage et en utili30 sation. La présente invention a pour objet l'obtention d'un passage aussi bon que possible pour la mise en gaz, mais sans nuire à l'efficacité du joint. Suivant l'invention, on obtient une valve, du 35 type décrit, dans laquelle les parties serties sont si- 4 2549191 tuées suffisamment haut par rapport à la coquille, mais au-dessous de la tête de coquille, et sont suffisamment serrées pour que la tôle du bossage autour de la tête de la boîte s'arque vers l'extérieur et s'écarte de la 5 tête lors du sertissage, un jeu étant laissé entre le corps de la coquille et le bossage serti Il en résulte qu'un passage d'écoulement existe, pour les besoins de la mise en gaz, entre le dessus du joint et le côté de la tête de la coquille, et autour du corps de la coquil10 le La tête de la coquille est de préférence creusée de rainures axiales en nombre suffisant et de section transversale suffisamment petite pour obtenir que, dans la valve assemblée, pendant la mise en gaz, le passage constitué par les rainures ne soit pas notablement obturé par les parties serties Dans un mode de réalisation préféré, les rainures ne débouchent pas à leurs extrémités supérieures dans la surface supérieure de la tête de la coquille, mais débouchent plutôt dans une zone de la face cylindrique de la tête Il en résulte que la pression 20 sur le joint, exercée par la coquille, en fonctionnement, est uniforme dans toute la zone du bord de la coquille, et qu'on évite ainsi les micro-fuites du contenu, qui pourraient résulter d'une zone découverte de la face inférieure du joint On peut prévoir un nombre quelconque 25 de rainures, pourvu que ce nombre soit suffisant comme indiqué plus haut, un nombre courant de rainures étant une vingtaine. Comme autre moyen pour améliorer le passage d'écoulement, mais sans ajouter au risque de basculement 30 de la tige de clapet en utilisation normale, la surface extérieure de la tige de clapet comporte, suivant l'invention, une ou plusieurs rainures axiales, dans la région de sa longueur axiale qui se trouve dans l'orifice de la paroi supérieure de la coupelle lorsque la tige 35 de clapet est enfoncée dans la position utilisée pourla 2549192 mise en gaz. Ces rainures sont de préférence d'une dimension et d'un nombre tels que la section transversale pour l'écoulement autour de la tige, bien que plus gran5 de que dans la plupart des dispositifs connus, ne soit pas supérieure, et soit de préférence un peu inférieure, à la section transversale minimale autour de l'extérieur de la tête de la coquille De cette façon, l'opération de mise en gaz peut être effectuée sous forte pression, 10 sans engendrer à l'intérieur de la valve des pressions qui pourraient la détériorer. On décrit maintenant un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple seulement, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une coupe d'une valve suivant l'invention, le côté gauche de la figure représentant la valve en position fermée d'emploi normal, et le côté droit de la figure représentant la valve dans la configuration d'ouverture prise pendant l'opération de 20 mise en gaz; la figure 2 est une vue en plan du clapet de la valve représentée sur la figure 1; la figure 3 est une vue de côté du clapet représenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue de dessous de la coquille de la valve de la figure 1; la figure 5 est une vue de côté de la coquil le de la figure 4; et la figure 6 est une coupe suivant la ligne 30 VI-VI de la figure 4. La figure 1 représente une valve, comprenant un clapet globalement désigné par le repère 1, qui est montée dans un bossage central 2, dirigé vers le haut, d'une coupelle 3 en tôle, à fixer sur une bombe à aéro35 sol (non représentée), de façon connue Le clapet 1 com- J 6 2549192 prend un élément obturateur 4, en forme de godet inversé, surmonté d'une tige solidaire creuse 5, dirigée vers le haut La tige 5 fait saillie à travers un orifice central 6, de la paroi supérieure 7 du bossage 2, 5 et à travers un joint annulaire plat 8, en caoutchouc synthétique, placé contre la face inférieure de la paroi supérieure 7 L'orifice 6 a un diamètre un peu plus grand que celui de la tige 5, mais le joint 8 vient en contact serré étanche contre la tige Une surélévation 10 annulaire 9, située au bord extérieur de la face supérieure du clapet 4, coopère avec la face inférieure du joint 8 pour constituer une étanchéité Un trou radial 10 traverse la paroi de la tige creuse 5, vers l'extérieur, à un niveau qui est juste au-dessus de la face 15 inférieure du joint 8 lorsque la surélévation 9 est appliquée contre le joint 8, comme représenté du côté gauche de la figure 1 Lorsque la tige de clapet 5 est déplacée vers le bas, l'étanchéité constituée par la surélévation 9 est interrompue et le trou radial 10 se déplace vers le bas par rapport au joint 8, de sorte qu'il est découvert et communique avec l'espace situé au-dessous du joint 8 Ainsi, la valve est ouverte et l'intérieur creux de la tige 5 est mis en communication avec l'intérieur de la valve. Le clapet 4 est contenu dans une coquille creuse 11, sensiblement cylindrique comprenant un corps 12 et une tête supérieure 13, de diamètre extérieur supérieur à celui du corps Le diamètre intérieur de la coquille 11 est un peu plus grand que le diamètre 30 extérieur du clapet 4, de sorte qu'un passage étranglé 14 de fluide existe entre les deux pièces) Le clapet 4 est guidé en mouvement coaxial dans la coquille 11, par des nervures radiales internes 15 s'étendant axialement, prévues à intervalles circonférentiels dans la coquille 35 11. 7 2549192 Un embout creux 16, communiquant avec l'intérieur de la coquille 11, part de l'extrémité inférieure du corps 12 de la boite et il est muni d'un tube plongeur usuel (non représenté) L'extrémité supérieure de 5 la tête 13 de la coquille 11 est ouverte et s'applique de façon étanche contre la face inférieure du joint 8, la coquille 11 étant retenue dans le bossage 2 par sertissage du bossage en huit endroits circonférentiellement et symétriquement espacés autour de la coquille, 10 au-dessous de la tête 13, comme indiqué en 17 Un ressort hélicoïdal 18 est logé dans la coquille 11, de manière à pousser le clapet 4 vers le haut, la surélévation annulaire 9 étant alors appliquée de façon étanche contre le joint 8. La valve décrite jusque là est de principe connu et fonctionne de façon connue Toutefois, dans le dispositif représenté, la tige 5 comporte six rainures , comme représenté sur les figures 2 et 3 Les rainures sont disposées de sorte que dans la position de mise 20 en gaz, représentée à droite sur la figure 1, elles augmentent la section du passage de fluide entre la tige et le bord de l'orifice 6 Les extrémités inférieures des rainures sont situées de façon telle que, en usage normal, on ne puisse pas les pousser au-dessous du ni25 veau du bord inférieur du joint 8, ce qui provoquerait l'échappement du fluide propulseur Les nervures 21 entre les rainures servent à empêcher un basculement excessif de la tige 5, en fonctionnement, et elles sont inclinées à leurs extrémités supérieures, de manière à 30 former un épaulement progressif 22, ce qui facilite l'assemblage de la valve. Dans la valve représentée, conforme à l'invention, les parties repoussées 17 sont situées à une position plus haute que d'habitude, par rapport à la coquil35 le 11, et elles sont un peu plus serrées que d'habitude 8 2549192 dans les valves de cette construction Les parties repoussées 17 sont suffisamment serrées et sont placées suffisamment haut par rapport à la coquille 11 pour que la tôle du bossage autour de la tête 13 de la coquille 11 pivote autour de l'extrémité extérieure inférieure de la section transversale de la tête 13 et, par conséquent; s'arque vers l'extérieur au-dessus de ce point lors du sertissage, comme représenté sur la figure 1. Les parties serties 17 sont effectivement en contact avec la coquille 11 au-dessous de la tête 13, laissant un jeu entre le corps 12 de la coquille Il et le bossage serti, ce qui crée un passage d'écoulement pour la mise en gaz, entre le dessus du joint 8 et le côté de la tête 13 de la coquille 11, et autour du corps 12 de la coquil15 le 11. La tête 13 de la coquille 11 comporte vingt rainures axiales 23, comme représenté plus particulièrement sur les figures 4, 5 et 6 Les rainures 23 s'étendent du bord inférieur annulaire chanfreiné 24 de la 20 tête 13 seulement jusqu'à un point bien au-dessous du bord supérieur de la tête 13, de manière à obtenir la section transversale maximale du passage autour de la coquille 11, lors de la mise en gaz, sans réduire la surface de la face supérieure de la coquille qui est en 25 butée contre le joint 8 pendant le fonctionnement Cela assure une pression uniforme sur le joint et supprime les micro-fuites du contenu à travers des parties découvertes de la face inférieure du joint Les rainures 23 sont au-dessus des parties serties 17 et elles sont suf30 fisamment petites pour que la section transversale du passage autour de la tête ne soit pas diminuée de façon sensible par les parties serties 17 Les rainures peuvent se prolonger vers le haut de la paroi cylindrique de l'extérieur de la tête plus loin que celles qui 35 sont représentées, pourvu qu'elles ne débouchent pas effectivement dans la surface supérieure de la tête. Les dimensions des rainures 20 et des rainures 23 sont choisies de sorte que les sections transversales minimales des passages respectifs de mise en gaz autour de la tige 5 et autour de la coquille 11 soient sensiblement égales, afin que l'opération de mise en gaz puisse être effectuée sous forte pression et donc rapidement, sans risque d'engendrer des pressions dangereuses à l'intérieur de la valve Eventuellement, la section transversale du passage autour de la tige est un peu plus petite que celle du passage autour de la boîte à clapet, de sorte que si la pression appliquée est excessive, la chute de pression principale se produit à l'endroit de la tige. 2549192 REVENDICATIONS 1 Valve du type comprenant un joint en forme de disque, en matière souple et élastique, applique contre la face inférieure d'une paroi supérieure d'un bossa5 ge central dirigé vers le haut dans une coupelle de valve, en t 8 le; un clapet, comportant une surface annulaire, est poussé contre la face inférieure du joint par un ressort, aidé par la pression dans le récipient; une tige de clapet creuse, fait saillie vers le haut, à travers un trou 10 central percé dans le joint, le joint constituant une étanchéité coulissante sur la tige; et le mouvement de la tige vers le bas provoque l'éloignement partiel ou global de la surface annulaire du clapet par rapport au joint et l'ouverture d'un passage de sortie du produit à travers la tige Le clapet est contenu dans une coquille comprenant une tête et un corps tubulaires coaxiaux, la tête étant de diamètre supérieur à celui du corps, la coquille étant maintenue en place par sertissage de la paroi cylindrique du bossage, vers l'intérieur, en une pluralité de points, au-dessous de la tête de la coquille, en contact avec le bord inférieur de la tête mais en laissant un espace entre la partie sertie et le corps, ce sertissage non seulement fixant la coquille en place mais emprisonnant également la périphérie du 25 joint, en fonctionnement normal, entre le bord de la tête de la coquille et la face inférieure de la paroi supérieure du bossage, caractérisée en ce que les parties serties ( 17} sont situées suffisamment haut par rapport à la coquille ( 11), mais au-dessous de la tête 30 ( 13) de cette coquille, et sont suffisamment serrées pour provoquer la courbure de la tôle du bossage ( 2) autour de la tête ( 13) de la coquille ( 11), vers l'extérieur, et son éloignement de la coquille lors du sertissage, et en ce qu'un jeu est laissé entre le corps 35 ( 12) de la coquille et le bossage serti. 2 Valve suivant la revendication 1, caractérisée en ce que des rainures axiales ( 23) sont creusées autour de la partie inférieure ( 24) de l'extérieur de la tête ( 13) de la coquille ( 11), ces rainures s'arrê5 tant avant l'extrémité supérieure de la tête. 3 Valve suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que des rainures axiales ( 20), séparées par des nervures ( 21), sont creusées dans l'extérieur de la tige ( 5) du clapet, sur la partie de la tige, dans le 10 sens axial, qui se trouve dans l'orifice ( 6) de la paroi supérieure ( 7) du bossage ( 2) lorsque la tige est enfoncée à la position utilisée pour la mise en gaz. 4 Valve suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les extrémités supérieures des rainures 15 ( 20) se raccordent progressivement par un épaulement chanfreiné ( 22) à une partie supérieure de la tige, de plus petit diamètre extérieur.