Brevet FR2596486A1 — publié le 19871002

L'invention concerne la réalisation d'une soupape simple ou double effet, ou deux raccord anti-retour pour montage soit sur tuyauteries, soit sur bloc, conçue pour s'ouvrir et permettre le passage dgun fluide pour une pression donnée de celui-ci, et pour se refermer lorsque la pression chute à une valeur plus basse. De tels raccords anti-retour et soupapes sont bien connus, mais ils comprennent tous au moins une pièce en mouvement et un ressort, ce qui entrain des difficultés de montage, des prix de revient élevés et des problèmes de fiabilité. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et elle propose à cet effet, dans un but de simplification et de réduction du cotit, d'utiliser, pour la réalisation d'une soupape de sécurité ou d'un raccord antiretour, un clapet qui ne comporte pas de pièce en mouvement nid de' ressort. Le clapet selon l'invention, soumis à l'action d'un fluide et s'ouvrant pour permettre le passage du fluide à partir dtune certaine pression de celui-ci, est constitué par un organe déformable et élastique dont une surface appui est en contact, au repos, sur une deuxième surface pour en assurer l'étanchéité et guider le passage du fluide. Selon une forme d'exécution particulièrement appropriée pour la réalisation d'une soupape de sécurité, le clapet selon l'invention présente la forme d'une membrane serrée sur sa périphérie entre des éléments amont et aval et qui présente une ou plusieurs fentes au voisinage de sa partie centrale, ladite membrane étant souple et déformable de façon que, pour une valeur déterminée de la pression amont, la fente s'ouvre pour permettre le passage du fluide et se referme de façon étanche lorsque la pression chute en. dessous de ladite valeur prédéterminée. La membrane est réalisée en une matière susceptible assurer l'étanchéité lorsque celle-ci est soumise à une pression inférieure à la valeur dwouvertureO Cette matière peut etre par exemple élastomère, plastique ou métalloélastomère. Les valeurs de tarage et de débit de la soupape sont obtenues en Jouant sur les caractéristiques mécaniques et les dimensions de la membrane. La soupape de sécurité peut fonctionner dans un seul sens d'écoulement du fluide (simple effet) ou dans les deux sens d'écoulement (double effet). Selon une autre forme d'exécution, le clapét est constitué par une rondelle-Joint montée sur un élément de support amont et portant sur une surface deappui pour en assurer l'étanchéité lorsque la pression amont de fluide est inférieure à une valeur prédéterminée. La rondelle-Joint est réalisée en une matière élastomère, ou plastique, ou métallique, ou métallo-élastomère, ou toute autre matière susceptible de permettre une étanchéité0 Suivant encore une autre forme d'exécution de l'invention, la rondelle-Joint est remplacée par un Joint torique, un Joint plat, un Joint quad-ring, une bague ou tout autre système qui combine un matériau élastomère avec un matériau plastique, ou un métal avec un matériau plastique ou tout autre matériau susceptible de permettre une étanchéité. Le clapet selon l'invention, supprimant l'action d'un ressort, subit très peu de contrainte au repos ce qui empêche pratiquement le collage ou gommage. Pour bien faire comprendre le dispositif selon l'invention on en décrira ci-après, à titre d'exemples sans caractère limitatif, plusieurs formes d'execution en réfé- rence au dessin schématique annexé dans lequel la figure 1 est une vue en coupe verticale d'une pre mitre forme d'exécution du dispositif selon l'invention, utilisé pour la réalisation d'une soupape de sécurité la figure 2 est une vue en coupe verticale d'une seconde forme d'exécution du dispositif selon l'invention, utilisée pour la réalisation d'un raccord anti-retour la figure. 3 montre, en variante, l'utilisation du dispositif de la figure 2 pour réaliser une soupape de sécurité la figure 4 est une vue en coupe verticale d'une troisième forme d'exécution du dispositif selon l'invention, utilisée pour la réalisation d'un raccord anti-retour ; et la figure 5 montre, en variante, l'utilisation du dispositif de la figure 4 pour réaliser une soupape de sécurité. En référence à la figure 1, on a représenté une soupape de sécurité comprenant un corps inférieur 1 raccordé par exemple à une tuyauterie et dans lequel le fluide amont pénètre par un conduit 2o Un corps supérieur 3 est fixé, par exemple par vissage, au corps inférieur 1 et présente, dans le prolongement du conduit 2, un conduit aval 4 d'évacuation du fluide.Entre les conduits amont 2 et aval 4 est disposé un clapet constitué par une membrane 5, en un matériau élas tolère, qui est maintenue en appui en étant serrée sur sa périphérie entre les corps 1 et 30 La membrane 5 présente à sa partie centrale une fente 6 qui, lorsque la pression amont dans le conduit 2 est inférieure à une valeur prédéterminée, assure l'étanchéité en empochant le passage du fluide. Lorsque la pression amont atteint ladite valeur prédéterminée, les lèvres de la fente 6 s'écartent sous liaction de la pression et laissent passer le fluide vers l'aval. En raison des caractéristiques élastiques de la membrane, les lèvres de la fente reviennent autoatiquement à leur position initiale en contact étanche dès que la pression amont devient inférieure à la pression prédéterminée. Les valeurs d'ouverture et de débit du clapet dépendent de l'épaisseur de la membrane et de son rayon Selon les besoins, la membrane peut entre prévue pour fonctionner dans un seul sens, en réalisant une soupape à simple effet, ou pour fonctionner dans les deux sens d'écoulement du fluide en réalisant une soupape à double effet. Dans ce dernier cas la soupape peut permettre, si elle est montée sur une enceinte fermée, soit de faire échapper l'air contenu dans cette enceinte en cas de surpression, soit d'admettre de l'air extérieur en cas de dépression0 En référence à la figure 2 on a représenté un raccord anti-retour comprenant un corps inférieur 7 qui est raccordé à une tuyauterie (non représentée) et qui est en contact avec le fluide amont par un canal central 8 se poursuivant par des conduits radiaux 9 qui débouchent sous une rondelle Joint 10 encastrée par son ouverture ventrale sur une partie de support du corps 70 La ronderne Jolnt 105en matière élas- tomère déformable et élastique; ; ost préformez pour s1appli- quer de façon étanche par sa partie périphérique sur une partie formant siège du corps 7. Un corps supérieur 11 collecte le fluide à la sortie de la rondelle 10, un Joint torique 12 assurant l'étanchéité entre les corps 7 et 11. Pour une pression amont inférieure i une valeur déterminée, la rondelle 10 est en appui étanche contre le corps 7 formant siège. Lorsque la pression amont atteint la valeur déterminée, la rondelle 10 se soulève en permettant le passage du fluide vers l'aval. Dès que la pression amont chute en-dessous de ladite valeur déterminée, la rondelle 10 revient par élasticité s'appliquer contre le siège en interrompant l'écoulement de fluide. On comprend que la rondelle 10 permet le passage du fluide de l'amont vers l'aval, mais qu'elle est touJours étanche en sens inverse. Les valeurs de tarage et de débit sont obtenues en Jouant sur la dureté shore de la rondelle 10 et sur ses dimensions mécaniques (épaisseur, diamètre, etc ... A la figure 3, on a représenté en variante l'utilisation de la rondelle-Joint 10 pour la réalisation d'une soupape de sécurité. Le corps supérieur Il étant remplacé par un capot 12 lié mécaniquement au corps inférieur 70 Lorsque la pression amont atteint la valeur déterminée, la rondelle 10 se soulève et le fluide s'échappe à l'air libre par les sorties 13. En se référant maintenant à la figure 4 on décrira une autre forme d'exécution de de raccord anti-retour, avec un corps inférieur 14 recevant le fluide amont par un conduit central 15 qui débouche vers l'extérieur par des canaux radiaux 16 dans une zone centrale du corps 14 présentant une gorge annulaire 17. Dans cette gorge 17 est placé un Joint annulaire 18 en matière élastomère, déformable et élastique. Un corps supérieur 19 collecte le fluide à la sortie du Joint 18et I'étanchéité entre les corps 14 et 19 est assurée par un Joint torique 20.Au repos, et pour une pression amont inférieure à une valeur déterminée, le Joint 18 s'applique de façon étanche contre le fond de la gorge annulaire 15 formant siège, en empêchant le passage du fluide vers l'aval. Lorsque la valeur déterminée de la pres sion amont est atteinte le Joint 18 est repousse hors cie a gorge 17, en permettant le passage du fluide. Dès que la pression retombe en dessous de la valeur déterminée, le Joint 18 revient par élasticité s'appliquer de façon étanche contre la gorge annulaire 17, A la partie de gauche en regardant la figure 4 on a représenté le Joint 18 sous la forme d'un Joint torique alors que, à la droite de cette figure, ce joint est représenté sous la forme d'un joint dit quad-ring. A la figure 5 on a représenté en variante, l'utilisation du Joint torique 18 pour la réalisation d'une soupape de sécurité, l'échappement du fluide s'effectuant par des ouvertures 21 ménagées entre le corps inférieur 14 et un capot 22 lié mécaniquement au corps 14. On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à simple titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adJonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications qui suivent R E V E N D I C A T I O N S. 1. Clapet soumis à l'action d'un fluide et s'ouvrant pour permettre le passage du fluide à partir d'une certaine pression de celui-ci, caractérisé en ce qu'il est constitué par un organe déformable et élastique (5, 10, 18) dont une surface d'appui est en contact au repos sur une deuxième surface pour en assurer l'étanchéité et guider le passage du fluide. 2. Clapet selon la revendication 1, pour la réalisation d'une soupape de sécurité, caractérisé en ce que ledit organe déformable et élastique est constitué par une membrane (5) serrée sur sa périphérie entre des éléments amont et aval et présentant au moins une fente (6) au voisinage de sa partie centrale, lesdites surface d'appui et seconde surface étant constituées par les deux lèvres de la fente (6). 3. Clapet selon la revendication 2, caractérisé en ce que les caractéristiques mécaniques de la membrane (5) sont choisies pour ne permettre le passage du fluide que dans un seul sens pour fournir une soupape simple effet. 4. Clapet selon la revendication 2, caractérisé en ce que les caractéristiques mécaniques de la membrane (5) sont choisies pour permettre le passage du fluide dans les deux sens en fournissant une soupape double effet. 5. Clapet selon la revendication 1 pour la réalisation d'un raccord anti-retour entre des éléments amont et aval de tuyauterie par exemple, caractérisé en ce que ledit organe déformable et élastique (10, 18) est porté par un corps amont (7, 14) dudit raccord en s'appuyant sur une surface de ce corps amont, pour en assurer l'étanchéité, pour une valeur de la pression du fluide pénétrant dans le dit corps amont inférieure à une valeur prédéterminée. 6. Clapet selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit organe déformable et élastique est constitué par une rondelle-Joint (10). 7. Clapet selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite rondelle- oint (10) est réalisée en une matière susceptible de produire une étanchéité, telle qu'élastomère, plastique, métallique ou métallo-élastomère. 8o Clapet selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit organe déformable et élastique (18) est constitué par un Joint torique, plat ou quad-ring.