Brevet FR2606116A1 — publié le 19880506

La présente invention se rapporte à ce qu'on ap- pelle des valves directionnelles ou des clapets anti-re- tour qui, lorsqu'ils sont intercalés dans le conduit à obturer, avec la cavité du corps du clapet en ligne par rapport à l'axe du conduit, exercent la fonction consis- tant à laisser le fluide les traverser dans le sens de la circulation, lorsque la pression du fluide en amont du clapet (selon le sens théorique de circulation de ce fluide) devient supérieure à une certaine valeur prédé- terminée, tandis que, lorsque la pression tombe au-des- sous de cette certaine valeur, le clapet bloque le passa- ge du fluide et l'empêche de refluer. Ces clapets sont notamment du type qui est fré- quenment monté dans des circuits d'air comprimé, compres- seurs d'air et équivalents, et ils sont habituellement d'une dimension relativement petite. L'invention se rapporte à un dispositif perfec- tionné qui peut avantageusement être appliqué à la-cons- titution des clapets du type précité. Dans le domaine de l'invention, on connait des clapets dont le fonctionnement est basé sur l'actionne- ment d'un dispositif comprenant une bille et un ressort antagoniste et qui est logé dans le corps du clapet, le corps du clapet présentant à cette fin un conduit de pas- sage relativement fin qui forme une chambre élargie fer- mée à son extrémité par un bouchon percé d'un orifice coaxial au conduit. La chambre renferme le dispositif à bille et ressort antagoniste de telle manière que la bille soit en permanence pressée vers sa position de fer- meture, sur l'orifice du conduit du clapet, sous l'ac- tion du ressort de compression dont les extrémités sont appuyées respectivement sur la bille et sur le bouchon de la chambre. Dans une autre disposition connue, l'orifice de la paroi de fermeture de la chambre est traversé par une tige qui peut se déplacer axialement et qui présente une tête obturatrice extérieure à la chambre, tandis qu'un ressort de compression associé à ladite tige est placé à l'intérieur de la chambre, et tend à faire porter la tê- te obturatrice sur son siège pour la fermeture. Chacune de ces constructions connues implique: - une exécution relativement compliquée du con- duit de passage du fluide ménagé dans le clapet, en rai- son de la configuration de la chambre intermédiaire dans laquelle travaillent les moyens d'obturation; - une limitation de la dimension des moyens d'obturation, du fait que ces moyens sont disposés à l'intérieur du corps du clapet, dont les dimensions exté- rieures sont normalisées en fonction de l'installation, ce qui limite le débit qui peut passer dans le corps du clapet à celui que laisse passer le fin conduit dans le- quel s'effectue l'obturation, ces particularités exi- geant en outre une fabrication plus précise et plus co2- teuse et compliquant le montage; ceci d'autant plus que le clapet est plus petit; - en conséquence du point précédent, dans les clapets les plus petits, soit les ressorts doivent soit être faits d'une matière de haute qualité pour rester ca- pables d'exercer correctement leur fonction de façon adé- quate pendant des périodes prolongées avec un diamètre aussi petit, soit ils perdent trop rapidement leurs ca- ractéristiques élastiques, ce qui constitue une cause fréquente de défauts de fonctionnement du clapet; - la portée de fermeture est imparfaite: dans le cas de la bille, en raison de la détérioration de cet- te bille ainsi que de l'orifice de portée du conduit; dans le cas de la tête obturatrice, la surface de portée est grande et rend toujours difficile l'obtention d'une bonne portée et si, pour éviter cette difficulté, on in- terpose un joint torique, ce qui se fait en définitive, ceci représente l'incorporation d'un élément addition- nel, qui complique l'ensemble et constitue une cause de pannes et de remplacement d'organes. La présente invention a pour objet un disposi- tif perfectionné applicable aux clapets pour fluides tels que ceux du type précité et elle présente la parti- cularité consistant en ce que, considéré dans le sens de circulation du fluide dans le clapet, l'extrémité avant du corps du clapet forme une pointe de dimension rédui- te, munie extérieurement d'un filetage dans lequel peu- vent s'engager les spires arrière d'un ressort de rete- nue constitué par un ressort de traction qui, grace au fait qu'il déborde au-delà de l'orifice avant du corps du clapet et qu'il possède à son extrémité libre une spi- re de fermeture de plus petit diamètre, est capable d'em- brasser et de retenir par ses spires avant, un disque ob- turateur qui vient porter pour la fermeture sur l'orifi- ce avant du corps du clapet, de sorte qu'on obtient ain- si un dispositif obturateur ou clapet anti-retour qui as- sure une réponse rapide en fermeture en même temps.qu'il assure le maintien correctement coaxial de la position statique et de la manoeuvre fonctionnelle du disque obtu- rateur, en autorisant ainsi le passage du fluide lorsque la pression de ce fluide à l'intérieur du corps du cla- pet est suffisante pour soulever ledit disque obturateur de son siège tandis que, aux pressions inférieures du fluide, le passage de ce fluide à travers le clapet est bloqué dans les deux sens. Une autre caractéristique de l'invention consis- te en ce que le plan frontal de la pointe avant du corps du clapet porte une protubérance semi-torique d'épais- seur radiale notablement inférieure à celle de ladite pointe, afin de garantir une portée de fermeture à la fois correcte et durable. Les principaux avantages de ce dispositif selon l'invention peuvent se résumer comme suit: - simplicité et économie, puisqu'on supprime la nécessité de donner une quelconque configuration spé- ciale à l'intérieur du conduit du clapet, ce qui repré- sentait une grande partie de la complexité de la cons- truction et du coût des clapets connus; au contraire, il suffit de réaliser un filetage à l'extérieur de l'ex- trémité avant du corps du clapet et de monter le ressort de traction avec le disque obturateur, ces composants étant des éléments simples et peu coûteux; - agencement des éléments à l'extérieur du corps du clapet, ce qui permet, même avec des clapets de petites dimensions, de donner au ressort un diamètre suf- fisant pour que son comportement soit optimal sans qu'on n'ait à recourir à des matières spéciales; par ail- leurs, cet agencement facilite la fabrication et le mon- tage et laisse passer un plus grand débit à égalité de dimensions extérieures du corps du clapet; - sécurité du fonctionnement, qui est due à la plus grande dimension qu'il est possible de donner au ressort, et qui permet à ce dernier de travailler. dans des limites élargies; au bon guidage des mouvements du disque qui est assuré par le fait que le disque est em- brassé par une partie du ressort; à la parfaite fermetu- re que le disque obturateur établit sur la protubérance semi-torique du siège de fermeture; et au fait que le ressort permet de compenser les détériorations du disque dans de larges limites. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de clapet réalisé selon l'invention et qui représente la situation du clapet fermé, avec indica- tion du sens théorique de la circulation du fluide 10; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale analogue à la précédente et qui représente la situation du clapet ouvert intercalé dans une conduite; la figure 3 est une vue qui représente à plus grande échelle le détail entouré sur la figure 1, qui il- lustre la disposition du ressort de retenue 2 par rap- port à la pointe filetée 5 du corps 1 du clapet. Sur les dessins, on a représenté une forme pré- férée de réalisation de l'invention dans laquelle le cla- pet pour fluides possède un corps de clapet 1 possédant une saillie centrale 9 et des parties avant et arrière munies extérieurement de filetages de montage 8 corres- pondants au moyen desquels il est possible de raccorder les tronçons correspondants de la conduite de fluide de manière que le clapet soit intercalé dans cette conduite en établissant la continuité de celle-ci à travers sa ca- vité intérieure ou son conduit de clapet 4, comme cela est indiqué sur la figure 2. En prenant comme référence le sens théorique de circulation 10 ou d'avance du fluide, le corps de clapet 1 présente, en avant du filetage de montage correspon- dant 8, une pointe filetée extérieurement 5, d'un diamè- tre notablement inférieur à celui du filetage de montage 8, et munie, sur sa face frontale, d'une protubérance semi-torique 7 d'épaisseur très inférieure à celle de la paroi de ladite pointe 5. Comme on le montre clairement la figure 3, sur ce filetage 5, sont montées les spires arrière d'un res- sort de retenue 2 constitué par un ressort de traction dont la longueur est telle que son autre extrémité se trouve largement au-delà du plan avant de la pointe du corps 1 du clapet, l'extrémité libre de ce ressort de re- tenue 2 formant une spire de fermeture 6 de plus petit diamètre que le reste. Entre la spire de fermeture 6 et la protubérance semi-torique 7, est placé un disque obtu- rateur 3 qui, étant embrassé latéralement par les spires avant du ressort de retenue 2, est pressé axialement par ce ressort contre son siège formé sur la protubérance 7, de façon à assurer une parfaite obturation du conduit de clapet 4. Ainsi qu'il ressort de cette description, la constitution du dispositif selon l'invention possède les avantages qualitatifs qui ont été indiqués plus haut en ce qui concerne sa simplicité et son économie, d'une part, grâce à la simplicité des éléments qui sont affec- tés à la fonction d'obturation, d'autre part, grâce au fait que le dispositif n'exige pas d'exécution spéciale, coûteuse et compliquée, du conduit du clapet, lequel peut en effet être entièrement lisse, ainsi qu'on le voit sur les figures, et, finalement, grâce aux grandes dimensions du ressort 2 et du disque 3, puisque ces di- mensions ne sont pas limitées par le diamètre intérieur du corps 1 du clapet. Les figures 1 et 2 font également ressortir la simplicité du fonctionnement du dispositif, fonctionne- ment qui consiste en ce que, lorsqu'il règne une certai- ne pression de fluide dans le conduit 4 du clapet, le disque obturateur 3 se soulève de son siège sur la protu- bérance 7, en surmontant la force du ressort de retenue 2 et en permettant au fluide de passer dans le sens théo- rique de circulation 10, comme ceci est indiqué par les lignes de courant sur la figure 2. Lorsque la pression du fluide disparaît ou tombe au-dessous du seuil d'ac- tionnement fixé par les caractéristiques élastiques du ressort de retenue, ce ressort se contracte jusqu'à rame- ner le disque obturateur 3 contre son siège sur la protu- bérance 7, de sorte que la circulation du fluide est in- terrompue et que son retour dans le sens inverse du sens théorique est bloqué. La dimension relativement grande du ressort de retenue 2 et l'entourage qu'il forme au- tour du disque obturateur 3 ont pour effet que la manoeu- vre de fermeture peut se produire presque instantanément en empêchant le reflux ou retour du fluide à travers le clapet; en outre, le fait que les mouvements fonction- nels du disque obturateur 3 en fermeture et en ouverture sont convenalement guidés garantit le fonctionnement cor- rect. Ainsi qu'on peut le voir, ce mécanisme est d'une grande sécurité de fonctionnement et, en outre, d'une grande durabilité puisque le degré de tolérance pour l'actionnement du ressort 2 permet de compenser dans de larges limites les détériorations qui se produi- sent sur le disque obturateur 3. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif sans sortir du cadre de l'invention. 2606 1 16 REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1 - Dispositif perfectionné de clapet anti-re- tour pour fluides, dont le corps creux est intercalé en service en série dans le conduit à obturer, caractérisé en ce que, considéré dans le sens théorique de la circu- lation du fluide, l'extrémité avant du corps (1) du cla- pet forme une pointe de dimension réduite, munie exté- rieurement d'un filetage dans lequel peuvent s'engager les spires arrière d'un ressort de retenue (2) constitué par un ressort de traction qui, grace au fait qu'il dé- borde au-delà de l'orifice avant du corps (1) du clapet et qu'il possède à son extrémité libre une spire de fer- meture (6) de plus petit diamètre, est capable d'embras- ser et de retenir par ses spires avant un disque obtura- teur (3) qui vient porter pour la fermeture sur l'orifi- ce avant du corps (1) du clapet, de sorte qu'on obtient ainsi un clapet anti-retour qui assure une réponse.rapi- de en fermeture en même temps qu'il assure le maintien correctement coaxial de la position statique et de la ma- noeuvre fonctionnelle du disque obturateur (3), en auto- risant ainsi le passage du fluide lorsque la pression de ce fluide à l'intérieur du corps (1) du clapet est suffi- sante pour soulever ledit disque obturateur (3) de son siège tandis que, aux pressions inférieures du fluide, le passage de ce fluide à travers le clapet est bloqué dans les deux sens. 2 - Dispositif perfectionné de clapet pour flui- des selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan frontal de la pointe avant (5) du corps (1) du cla- pet porte une protubérance semi-torique (7) d'épaisseur radiale notablement inférieure à celle de ladite pointe (5), afin de garantir une portée de fermeture à la fois correcte et durable.