Brevet FR2563315A1 — publié le 19851025

La présente invention concerne un clapet flottant destiné à une enceinte à liquide. On connaît déjà des clapets flottants, notamment dans les applications médicales et industrielles, dans lesquels il a été important qu'aucune fuite n'existe lorsque le clapet est venu au contact du siège. Par exemple, dans des applications médicales, il est souvent impératif et essentiel pour le bien-être du patient qu'aucune fuite n'existe, et que l'écoulement soit interrompu lorsque le récipient d'alimentation est presque vide, car de l'air pourrait autrement pénétrer dans les vaisseaux sanguins du patient, avec des conséquences très nuisibles. Dans des applications de ce type, le clapet est en général formé de caoutchouc moulé qui flotte et vient au contact du siège qui entoure l'orifice d'évacuation du récipient lorsque le niveau supérieur du fluide dans le récipient se rapproche de l'orifice d'évacuation. Comme tous les articles moulés ont des lignes de séparation du moule sous forme d'une légère saillie de caoutchouc constituant une nervure annulaire, ces clapets présentent souvent des fuites. Si le clapet prend une orientation telle que la ligne de séparation est au contact du siège, du fluide s'échappe de part et d'autre de cette ligne. En outre, bien que certains éléments puissent être moulés par compression et ne comportent donc pas de jet de coulée, la plupart des articles moulés ont un jet de coulée qui forme une petite saillie de caoutchouc dépassant vers l'extérieur à l'endroit auquel la matière caoutchouteuse fluide est introduite à l'intérieur du moule. Si le clapet s'oriente d'une manière telle que cette saillie est au contact du siège, un joint imparfait se forme et a des conséquences nuisibles sérieuses. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 4 188 173, 4 276 87& et 3 796 230 concernent des domaines voisins. L'invention concerne un joint ou clapet flottant sur un fluide, comprenant un corps moulé construit et réalisé de manière qu'il ait une direction de plus grande dimension et une direction de plus petite dimension, avec des faces opposées supérieure et inférieure qui sont de façon générale dans la direction du plus grand axe, et entre lesquelles est mesurée la plus petite dimension, le corps ayant au moins une surface disposée le long d'au moins l'une des faces qui sont au contact du siège et qui entourent de façon classique l'orifice d'évacuation du récipient distri- buteur. Le corps du flotteur est moulé de manière que la ligne de séparation soit disposée entre les côtés opposés et ne recoupe pas la surface d'étanchéité. De même, il est moulé de manière que le jet de coulée ne recoupe pas la surface d'étanchéité. En conséquence, le-- joint obtenu - est fortement amélioré. L'invention a pour objet la réalisation d'un clapet flottant perfectionné destiné à coopérer de façon étanche avec le siège d'une sortie de fluide, supprimant automatiquement, de part sa construction même, les cas classiques de fuite dus par coopération du siège avec la ligne de séparation ou avec la saillie formée par le jet de coulée. L'invention concerne aussi un clapet perfectionné destiné à fermer un siège de la sortie de fluide d'un récipient de distribution, ayant un axe vertical, le clapet étant construit et disposé de manière que les pressions hydrostatiques qui agissent sur lui l'orientent automati- quement et le plus efficacement possible de manière que la ligne de séparation ou la saillie formée par le jet de coulée ne soit pas au contact du siège. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une élévation latérale d'un appareil médical dans lequel le joint perfectionné selon l'invention peut être utilisé; la figure 2 est une coupe verticale d'un distribu- teur de fluide ayant un clapet flottant, de type connu, cette figure montrant la probabilité de la formation d'un joint inefficace; la figure 3 est une coupe verticale d'un récipient analogue de distribution, comprenant un clapet perfectionné selon l'invention; la figure 4 est une coupe partielle détaillée représentant le clapet de la figure 3 et son siège, à plus grande échelle, le clapet étant en positien d'étan- chéité; la figure 5 est une élévation latérale du cla- pet des figures 3 et 4, à une échelle intermédiaire; la figure 6 est une élévation latérale d'un second mode de réalisation de l'invention; la figure 7 est une élévation latérale d'un troisième mode de réalisation de l'invention; et la figure 8 est une élévation latérale d'un quatrième mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 représente une application dans laquelle l'invention peut être facilement mise en oeuvre. Comme représenté, elle comporte le socle classique 10 de support qui, par l'intermédiaire d'une anse 11, porte un récipient 12 de distribution couramment appelé "bouteille intraveineuse". Ce récipient peut contenir un certain nombre de solutions différentes, par exemple du sérum physiologique. Comme l'indique la figure 1, le récipient 12 a un tube 13 d'évacuation auquel est appliqué une pince ou un robinet classique 14 d'arrêt permettant un réglage de l'évacuation. Un récipient distributeur 15 est porté à l'extrémité inférieure du conduit ou tube 13 et est sous forme d'un tube transparent d'observation ayant des repères indiquant le volume de liquide qui peut être distri- bué. Un clapet 16 est placé dans le récipient 15 et il est destiné à jouer le rôle d'un obturateur lorsque le niveau du fluide dans le récipient se rapproche de la sortie 17. Une seconde pince ou un second organe d'obtura- tion 18 est appliqué sur le conduit 19 d'évacuation et permet un réglage final du débit de fluide provenant du récipient de distribution. La figure 2 est un agrandissement du récipient distributeur, analogue au récipient 15 de la figure 1, et elle montre plus clairement le clapet à bille utilisé jusqu'à présent de façon classique, coopérant avec des sièges. Comme représenté, le clapet est sous forme d'une bille 16 de caoutchouc qui flotte dans -le liquide afin de dépasser légèrement audessus du niveau supérieur 19 du liquide. Un siège 20 est placé à la sortie de manière que, lorsque le niveau du liquide descend, la bille 16 vienne au contact du siège et ferme efficacement celui-ci, pourvu que la ligne de séparation ou la saillie du jet de coulée de la bille ne soit pas au contact du siège. Dans ce dernier cas, des fuites existent et ont des conséquences nuisibles sérieuses comme décrit précédemment. Un second siège 20A peut être formé le cas échéant de manière que la circulation puisse être interrompue par la bille 16 lorsque le niveau du liquide s'élève suffisam- ment pour que la bille vienne contre le siège. La figure 3 est une coupe verticale d'un récipient 21 de distribution de construction analogue à celle du récipient 15, mais dans lequel le siège est un peu diffé- rent. L'un des clapets selon l'invention est utilisé mais, afin qu'il forme un joint très efficace, il peut être constitué d'un élastomère élastique et flexible ou d'une matière plastique. Ce clapet, comme représenté, a une masse volumique légèrement inférieure à celle du liquide 23 dans lequel il est supporté. Il a une forme générale sphé- rique, mais comporte deux faces planes opposées supérieure et inférieure portant les références 24 et 25. Ces faces sont parallèles comme représenté. L'obturateur 22 a de manière générale la configuration d'une bille dont des parties opposées supérieure et inférieure sont découpées. La zone annulaire entourant la périphérie de la face infé- rieure 25 est légèrement arrondie afin qu'elle forme une excellente surface d'étanchéité 26. La surface d'étanchéité est destinée à être au contact du siège 27 réalisé à l'extré- mité inférieure du récipient 21 et à coopérer avec celui-ci. Ceci apparaît plus clairement en référence à la figure 4. Comme le représente clairement la figure 4, l'obturateur 22 est moulé de manière que sa ligne 28 de séparation soit placée entre les faces opposées 24 et de manière telle qu'elle n'est jamais au contact du siège 27. Cette caractéristique est obtenue du fait de l'action des forces hydrostatiques sur l'obturateur 22 de forme originale puisque ces forces provoquent une orienta- tion automatique de l'obturateur afin que sa surface annu- laire d'étanchéité 26 soit toujours au contact du siège 27. La zone entourant la périphérie de la face supérieure 24 est aussi de préférence légèrement arrondie afin qu'elle forme une seconde surface annulaire d'étanchéité 29 autour de la face supérieure 24, si bien que, si l'obturateur ou clapet est retourné à cause d'une agitation imprévue à l'intérieur du fluide, l'obturateur donne une étanchéité convenable même s'il se retourne. La surface 29 d'étanchéité est aussi destinée à être au contact d'un siège disposé tel que le siège 20A, dans le cas o une telle application est souhaitée. Il faut aussi noter que la saillie 30 de l'obtu- rateur 22 correspondant au jet de coulée est placée à la face supérieure 24. Le cas échéant, cette saillie peut se trouver à un endroit quelconque à l'extérieur de l'obtu- rateur, entre les deux surfaces annulaires d'étanchéité 27 et 29. Il suffit qu'elle soit disposée de manière que, lorsque les forces hydrostatiques du liquide s'exercent, cette saillie ne soit jamais au contact du siège 27. De 3' cette manière, ni la ligne de séparation 28 ni la saillie ne vient au contact du siège 27 et le joint formé est toujours parfait. La figure 5 représente un organe d'étanchéité 22 en élévation latérale, à une échelle un peu plus grande que la figure 4. Il faut noter que la ligne 28 de séparation est placée dans les directions de dimension maximale de l'obturateur et que la distance comprise entre les faces supérieure 24 et inférieure 25 correspond aux directions dans lesquelles la dimension de l'obturateur est minimale. Les dimensions (distances entre les faces 24 et 25) les plus petites correspondent à 75 % des plus grandes dimen- sions de l'obturateur. On constate que la relation entre les grandes dimensions et petites dimensions peut varier. Ainsi, les petites dimensions peuvent être comprises entre et 90 % des grandes dimensions. On constate aussi que l'obturateur se redresse luimême plus facilement lorsque les faces supérieure et inférieure *ont une forme convexe comme représenté sur les figures 6 et 8. La figure 6 représente un second mode de réalisa- tion de l'invention. Il faut noter que l'obturateur a des faces opposées supérieure et inférieure convexes portant les références générales 31 et 32. Une surface annulaire arrondie d'étanchéité 33, 34 est formée sur chaque face et la ligne de séparation 35 est placée à l'endroit de plus grande dimension de l'obturateur comme indiqué par la référence générale 36. La saillie 37 correspondant au jet de coulée est placée à la face supérieure 31, à l'intérieur de la surface annulaire 33 d'étanchéité. Il faut noter que la distance entre les deux faces 31 et 32 correspond à 40 % environ des plus grandes dimensions - de l'obturateur 36, mesurées le long de la ligne 35 de séparation. La figure 7 représente un troisième mode de réalisation 40 de l'invention. Il comporte des faces planes opposées supérieure et inférieure 41 et 42. Il a une surface annulaire 43 d'étanchéité qui entoure sa face inférieure 42 et une surface annulaire 44 d'étanchéité qui entoure sa face supérieure 41. La ligne de séparation 45 est placée à l'endroit de plus grande dimension et la saillie 46 du jet de coulée est à la face supérieure, à l'intérieur de la surface annulaire d'étanchéité 44. La distance sépa- rant les deux faces supérieure et inférieure 41, 42 cons- titue la plus petite dimension qui est comprise entre et 30 % de la plus grande dimension mesurée le long de la ligne de séparation 45. La figure 8 représente un quatrième mode de réalisation avantageux de l'invention. On note que l'obtu- rateur 50 se caractérise par des faces supérieure et infé- rieure 51 et 52 de forme convexe, ayant les surfaces annu- laires d'étanchéité 53 et 54. La ligne 55 de séparation se trouve à l'endroit de plus grande dimension de l'obtu- rateur et la saillie 56 du jet de coulée est portée par la face supérieure. Il faut noter que la plus petite dimen- sion mesurée entre les faces supérieure et inférieure 51 et 52 correspond à 70 % de la plus grande dimension mesurée le long de la ligne de séparation 55. Dans le présent mémoire, le terme "corps flottant" désigne un corps ayant une masse volumique légèrement inférieure à celle du liquide dans lequel il doit être utilisé. Ainsi, lorsque le liquide est de l'eau, la masse volumique du corps est légèrement inférieure à 1,0. Les corps flottants qui donnent satisfaction sont en général moulés en une matière élastomère. Lors de l'utilisation, l'obturateur selon l'inven- tion a un fonctionnement analogue à celui de la bille classique formant obturateur car il flotte dans le liquide 23 qui doit être distribué et ne vient pas au contact du siège 27 à moins que le niveau supérieur 19 du liquide ne se rapproche du siège 27. Dans ce cas, la surface annu- laire d'étanchéité de l'obturateur vient contre le siège 27 d'une manière étanche, aucune fuite n'existant parce que l'obturateur s'est préalablement orienté, sous l'action des forces hydrostatiques, et la ligne de séparation ou la saillie du jet de coulée de l'obturateur ne peut pas venir au contact du siège 27. L'utilisateur est donc toujours certain de la formation d'un joint parfait puisque les forces hydrostatiques, lorsque l'obturateur a une telle forme, orientent automatiquement l'obturateur dans le fluide d'une manière telle que ni la ligne de séparation ni la saillie du jet de coulée ne viennent au contact du siège. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs.qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Obturateur destiné à séparer de manière étanche un siège formé dans un passage de fluide ayant un axe vertical et une réserve de liquide adjacente, le niveau supérieur du liquide se déplaçant par rapport au siège lors- que la quantité de liquide varie, ledit obturateur étant caractérisé en ce qu'il comprend: a) un corps flottant (22) ayant un grand axe et un petit axe le long desquels il a une grande dimension et une petite dimension respectivement, b) le corps ayant deux faces opposées supérieure et inférieure (24, 25) disposées de manière générale dans la direction du grand axe et entre lesquelles la petite dimension est mesurée, c) le corps ayant une surface annulaire disposée entre ses deux faces opposées (24, 25), d) le corps ayant une surface anulaire d'étan- chéité (26) placée près de l'une des faces (25) la plus proche du siège, ladite surface étant construite et disposée de manière qu'elle assure la coopération -étanche avec le siège du passage de fluide, lorsque le corps est placé dans le fluide alors que le niveau du fluide se rapproche du siège, e) la petite dimension du corps étant comprise entre 10 et 90 % de sa grande dimension. 2. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'une au moins de ses faces (31, 32) est convexe. 3. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les deux faces (31, 32) sont convexes. 4. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les faces (31, 32) ont des formes courbes et des dimensions correspondantes. 5. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la surface du corps annulaire est courbe dans la direction du petit axe du corps. 6. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lia surface annulaire d'étanchéité (26) est arrondie. 7. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la distance comprise entre les faces opposées (31, 32) est approximativement égale à 40 % de la plus grande dimension du corps. 8. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la distance entre les faces opposées (31, 32) est égale à 70 % environ de la plus grande dimension du corps. 9. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les faces opposées (24, 25) sont planes et parallèles l'une à l'autre. 10. Obturateur selon la revendication 1, caracte- risé en ce que le corps est essentiellement formé d'une sphère découpée suivant des axes parallèles de part et d'autre de son centre. 11. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le corps est formé d'une matière élastomère moulée et a une marque de jet de coulée (30) sur l'une des faces opposées. 12. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le corps est formé d'une matière élastomère moulée et sa ligne de séparation (28) est disposée sur toute sa longueur entre les faces oposées (24, 25). 13. Obturateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le corps est formé d'une matière élastomère moulée et les faces opposées (31, 32) ont une forme convexe, la ligne de séparation (35) étant placée entre les faces, une marque de jet de coulée étant disposée sur l'une des faces. 14. Obturateur destiné à assurer l'étanchéité entre un orifice de circulation de fluide, d'axe vertical, et une réserve de liquide placée au-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend un corps flottant de forme générale sphéroidale, formé d'une matière élastomère flexible et élastique et construit et réalisé afin qu'il assure la 1i1 fermeture de l'orifice du passage de fluide lorsqu'il est disposé dans le fluide et lorsque le niveau du fluide se rapproche de l'orifice, le corps ayant deux faces oppo- sées, parallèles, distantes et sensiblement planes (24, 25), la distance séparant les faces dans un plan qui leur est perpendiculaire étant comprise entre 10 et 75 % de la dimension maximale du corps. 15. Obturateur selon la revendication 14, caracté- risé en ce que la distance séparant les faces (24, 25) dans un plan qui leur est perpendiculaire est à peu près égale à 40 % de la dimension maximale du corps. 16. Obturateur selon la revendication 14, caracté- risé en ce que la surface externe du corps, entre ses faces, est arrondie le long de la périphérie de l'une des faces parallèles au moins (24, 25). 17. Obturateur selon la revendication 14, caracté- risé en ce que la distance entre les faces (24, 25) dans un plan qui leur est perpendiculaire est à peu près égale à 75 % de la dimension maximale du corps. 18. Obturateur destiné à assurer l'étanchéité d'un siège formé dans un orifice de circulation de fluide d'axe vertical, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un corps de flotteur construit et disposé de manière qu'il ait deux faces supérieure et inférieure opposées (31, 32), lorsqu'il flotte, b) la face inférieure ayant une surface annulaire arrondie d'étanchéité (34) dont la configuration et les dimensions correspondent sensiblement à celles du siège du passage de fluide avec lequel le corps est destiné à coopérer de manière étanche, le corps ayant une construc- tion et une disposition telles qu'il coopère avec l'orifice lorsque le niveau du fluide dans lequel il flotte se rap- proche de l'orifice, c) la distance maximale comprise entre les faces opposées étant inférieure à 90 % et supérieure à 10 % de la dimension maximale du corps. 19. Obturateur selon la revendication 18, caracté- risé en ce que la distance entre les faces opposées (31, 32) est la plus petite dimension du corps et la plus grande dimension du corps est mesurée parallèlement à un axe sen- siblement parallèles aux faces. 20. Obturateur selon la revendication 18, caracté- risé en ce que l'une des faces au moins (31, 32) est convexe. 21. Obturateur selon la revendication 18, caracté- risé en ce que les deux faces (31, 32) sont convexes. 22. Obturateur selon la revendication 18, caracté- risé en ce que les deux faces (31, 32) ont des formes convexes.