Brevet FR2656911A1 — publié le 19910712

La présente invention concerne un coupleur pour circuit de réfrigérateur. Les coupleurs sont largement utilisés dans les circuits fluidiques; ils comportent des clapets d'auto- étanchéité et des manchons de libération à billes pour une déconnexion rapide et se présentent sous des dimensions différentes pour fixation aux conduites de traitement et aux circuits fluidiques On décrit des dispositifs de ce type dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique no 2 709 093, no 2 739 374 et no 2 765 181. Il se produit une perte de pression dans les coupleurs fluidiques car le fluide traverse des étranglements dans les coupleurs, par exemple entre le joint d'un clapet et son siège, et dans la technique antérieure on ne dispose pas de coupleurs compacts pour emploi dans les circuits des réfrigérateur dans lesquels les pièces peuvent être débranchées et rebranchées et dans lesquels les pertes de pression sont faibles. La présente invention a pour objet un coupleur compact avec un clapet à auto-étanchéité qui présente une ouverture maximum pour opposer une faible résistance à l'écoulement d'un fluide On obtient de grandes ouvertures d'écoulement grâce à la configuration d'un passage du coupleur qui est contigu au joint du clapet. La présente invention a pour objet un coupleur perfectionné dans lequel les clapets à auto-étanchéité comportent un joint torique qui est en contact avec une surface cylindrique d'étanchéité, la construction incorporant un ensemble de pièces qu'on peut enlever facilement pour remplacer les joints toriques. La présente invention a pour autre objet un coupleur comportant des clapets à auto-étanchéité sollicités par ressort, dans lesquels les forces exercées par le ressort ne sont pas utilisées pour déplacer le clapet de l'autre partie du coupleur comme cela est généralement le cas, mais au contraire une portion fixe dans une partie du coupleur sert à ouvrir les parties opposées du coupleur lorsqu'il y a accouplement des pièces. 2 2656911 Dans la pratique de la présente invention, une des parties du coupleur est fixée à des conduites d'évacuation ou de charge, alors que l'autre est fixée à un circuit de réfrigération Les parties du coupleur utilisent des moyens d'interconnexion standard dans lesquels un manchon annulaire monté sur la partie femelle supporte des billes d'arrêt, déplacées radialement, qui s'engagent dans un évidement de la partie mâle et se bloquent en place. Les ensembles à clapet à auto-étanchéité se trouvant dans les parties mâle et femelle sont chacun en contact avec un élément fixe de la partie opposée pour s'ouvrir lorsqu'il y a accouplement complet Chaque clapet comporte un ressort de compression le sollicitant vers la position de fermeture, d'o l'étanchéification automatique lors d'un désaccouplement. Les ensembles à clapet à auto-étanchéité sont construits de façon que, lorsque les parties sont dans la position d'accouplement, une grande ouverture d'écoulement est produite ne présentant qu'une faible résistance à l'écoulement De telles ouvertures de grandes dimensions dans le coupleur compact sont obtenues par la configuration du passage contigu aux joints toriques. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation, en partie en coupe, d'un ensemble de couplage de la technique antérieure, représenté dans la position d'accouplement, La figure 2 est une vue en coupe du corps d'un coupleur femelle selon la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe du corps d'un coupleur mâle; et La figure 4 est une vue en coupe des corps du coupleur dans la position d'accouplement, représentant les clapets à auto-étanchéité dans la position d'ouverture. Dans un coupleur typique 10 de la technique antérieure qu'on représente en figure 1, la référence 12 représente une partie femelle et la référence 14 une partie 3 2656911 mâle La partie femelle 12 présente un passage axial 16 dans lequel se trouve un clapet à auto-étanchéité 18 sollicité par ressort, qui peut se déplacer axialement entre les positions d'ouverture et de fermeture Le clapet 18 présente une bague d'étanchéité 19 et est sollicité vers la position de fermeture par l'action d'un ressort 20, d'o il résulte que la bague 19 est en contact avec le siège 22 du clapet, rendant étanche le passage axial 16 De façon similaire, la partie mâle 14 comporte un passage axial 24 dans lequel est situé un clapet à auto-étanchéité 26, sollicité par ressort, qui peut se déplacer axialement entre les positions d'ouverture et de fermeture Le clapet 26 supporte une bague d'étanchéité 27 et est sollicité vers la position de fermeture par l'action d'un ressort 28, d'o il résulte que la bague 27 est en contact avec le siège 30 du clapet, fermant de manière étanche le passage axial 24. Lorsque les parties 12 et 14 sont accouplées, des billes d'arrêt 29 étant reçues à l'intérieur d'un évidement 31, les clapets 18 et 26 se déplacent vers la position d'ouverture, produisant des ouvertures 32 et 34 d'écoulement qui sont contiguës aux bagues d'étanchéité 19 et 27, respectivement, et plaçant les passages 16 et 24 dans une position permettant le passage du fluide Si l'une des forces des ressorts est faible, il y a le risque que l'un des clapets ne s'ouvre pas complètement Lorsque les clapets 18 et 26 s'ouvrent, les ouvertures d'écoulement 32 et 34 sont petites par rapport au diamètre des passages, opposant une résistance élevée à l'écoulement dans le coupleur 10. En figures 2 à 4, on décrit le dispositif de la présente invention dans lequel la référence 36 indique le corps du coupleur femelle et la référence 38 le corps du coupleur mâle, chaque partie comportant un passage axial, et une extrémité intérieure pour connexion à leurs conduites respectives de fluide, non représentées. La partie femelle 36 présente un passage cylindrique axial 40 et une extrémité intérieure 42 pour fixation à des conduites d'évacuation ou de charge, non représentées L'autre extrémité présente une ouverture 44 et comporte un manchon 46 qui peut être rendu mobile sous l'effet d'une force appliquée dans la direction axiale Le manchon 46, sollicité dans la position de fermeture par un ressort de compression 48, supporte des billes d'arrêt 50 pouvant se déplacer radialement et présente un alésage à épaulement 52 qui libère les billes 50 lorsque le manchon 46 se trouve dans la position d'ouverture Une bague 54 contient les billes dans l'alésage à épaulement 52 lorsque le manchon 46 se trouve dans la position ouverte Une sonde coaxiale 56 est située dans le passage axial 40, présentant une bague d'étanchéité 58 contiguë à un gradin 60 de diamètre maximum pour engagement dans un manchon de clapet 62 sollicité par ressort, mobile dans le sens axial. Le manchon 62 peut coulisser dans le passage femelle 40 entourant la sonde 56 Un évidement annulaire 64 ménagé sur la surface cylindrique intérieure du manchon 62 présente un diamètre maximum à un endroit contigu au siège cylindrique 66 du clapet Le manchon 62 est sollicité vers sa position de fermeture par un ressort en spirale 68, o le siège 66 du clapet reçoit la bague d'étanchéité 58, produisant une relation étanche entre eux Le gradin 60 de la sonde 56 limite le mouvement du clapet 62 dans le passage 40 par venue en contact avec la surface conique 69. Un croisillon 70, maintenu en place par une bague 72, sert à maintenir la sonde 56 en alignement axial avec le manchon 62 du clapet et également de support pour le ressort 68. Une bague d'étanchéité 74 placée à l'intérieur du corps femelle 36 maintient un joint fluidique par rapport à la surface extérieure du manchon 62 Une autre bague d'étanchéité 76 placée à l'intérieur du corps femelle 36 maintient un joint fluidique par rapport à la surface extérieure du corps mâle 38 dans la position d'accouplement. La partie mâle 38 présente un passage axial 78, une extrémité intérieure 80 pour fixation d'une conduite (non représentée) d'un ensemble de réfrigération, et une extrémité en extension 82 pouvant être introduite 2656911 axialement dans l'ouverture femelle 44 pour accoupler les deux parties par engagement par blocage des billes d'arrêt dans un espace annulaire 84 défini à l'extérieur de la partie mâle 38. Un ensemble à clapet, situé dans le passage mâle 78, comprend un clapet cylindrique 86 sollicité par ressort, qui peut coulisser entre les positions ouverte et fermée et supporte une bague d'étanchéité 88 à un endroit contigu à un gradin 90 de diamètre maximum Le clapet 86 est normalement entraîné dans la position de fermeture par l'effet d'un ressort 94, la bague 88 étant reçue dans le siège cylindrique 92 qui est contigu au diamètre maximum d'un évidement annulaire 96 Le mouvement du clapet 86 est limité dans le passage 78 par le contact du gradin 90 et de la surface conique 91 Le ressort 94 est supporté à l'une de ses extrémités par un organe 93 de mise en place de croisillon qui permet au ressort 94 de maintenir le clapet 86 en alignement axial avec le passage 78 Un chapeau 98 peut être inséré temporairement dans l'extrémité 82 de l'extension pour empêcher l'entrée dans la partie mâle des corps étrangers. Pour connecter les deux parties d'accouplement 36 et 38, il faut simplement insérer l'extrémité 82 de l'extension mâle dans l'ouverture femelle 44 En maintenant la partie femelle 36 dans une main et en entraînant le manchon 46 dans la direction axiale pour l'éloigner de l'ouverture 44, les billes 50 peuvent se déplacer dans le sens radial Le coulissement de l'ouverture femelle 44 se poursuit sur l'extrémité 82 jusqu'à ce que le mouvement soit limité et que la libération du manchon 46 se produise, à la suite de quoi le ressort tendu 48 se rétracte, fermant le manchon 46 et provoquant l'engagement des billes 50 dans l'évidement 84 de la partie mâle 38, et couplant ensemble les parties 36 et 38 La position d'accouplement des parties est représentée par le coupleur 100, en figure 4. Pendant l'accouplement, l'extrémité 82 s'engage dans le manchon femelle 62 et le déplace, et simultanément la sonde femelle 56 s'engage dans le clapet mâle 86 qu'elle déplace. 6 2656911 Cela a pour effet que les clapets 62 et 86 se déplacent jusqu'à la position d'ouverture à l'encontre de l'action de leurs ressorts 68, 94, respectivement L'ouverture des clapets 62 et 86 met en communication les passages 40 et 78 On remarquera que ce procédé d'ouverture des clapets 62 et 86 est indépendant des forces des ressorts, contrairement au cas des clapets 18 et 26 du coupleur 10 de la technique antérieure comme on l'a décrit précédemment. Comme on le remarquera dans le coupleur 100, lorsque les clapets 62 et 86 sont dans la position d'ouverture, le diamètre maximum de l'évidement annulaire 64 du manchon 62 est en alignement radial avec le gradin 60 de diamètre maximum et la bague d'étanchéité 58 de la sonde 56, et le gradin 90 de diamètre maximum et la bague d'étanchéité 88 du clapet 86 sont en alignement radial avec le diamètre maximum de l'évidement annulaire 96 Cela produit de grandes ouvertures d'écoulement, contiguës aux bagues d'étanchéité 58 et 88 pour de faibles résistances à l'écoulement, avec une perte de pression minimum dans le coupleur 100 Pour déconnecter le coupleur 100, on enlève le manchon femelle 46 dans la direction axiale pour l'éloigner de la partie mâle 38 et en même temps on tire la partie femelle 36 dans la même direction pour désengager les billes 50, désaccouplant les parties 36 et 38. Simultanément, les clapets 62 et 86 se fermeront automatiquement sous l'effet des ressorts 68 et 94, respectivement, rendant étanches les passages 40 et 78 dans les parties désaccouplées. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 7 2656911 REVENDICATIONS 1 Coupleur ( 100) utilisé dans la charge et la recharge des circuits d'un réfrigérateur, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison, une partie femelle ( 36) ayant un passage axial ( 40) avec une extrémité intérieure ( 42) de connexion et une extrémité extérieure ( 44) ouverte, une partie mâle ( 38) comportant un passage axial ( 78) ayant une extrémité intérieure de connexion ( 80) et une extrémité extérieure ouverte ( 82) destinée à être reçue dans l'extrémité extérieure de la partie femelle, un moyen de connexion défini sur lesdites parties pour accoupler sélectivement leurs extrémités ouvertes en communication coaxiale, un premier ensemble à clapet à auto-étanchéité à l'intérieur du passage de la partie femelle comportant une portion mobile axialement entre les positions ouverte et fermée, un second ensemble à clapet à autoétanchéité à l'intérieur du passage de la partie mâle ayant une portion mobile axialement entre les positions ouverte et fermée, chacun des ensembles à clapet comportant un siège de clapet ( 66; 92) et un joint d'étanchéité ( 58; 88) de siège, chacun des ensembles ayant un évidement annulaire ( 64; 96) à un endroit contigu au siège associé, d'o il résulte que l'évidement et le joint associé sont radialement alignés lorsque l'ensemble se trouve dans la position ouverte afin de réduire la limitation du débit dans l'ensemble. 2 Coupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sièges ( 66, 92) des clapets comprennent une surface cylindrique contiguë à chaque évidement annulaire. 3 Coupleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les joints comprennent chacun une bague annulaire élastique, pouvant venir en contact avec le siège cylindrique associé du clapet. 4 Coupleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier ensemble à clapet comporte un clapet à manchon mobile ( 62) ayant une surface intérieure, l'évidement associé et le siège de clapet cylindrique, adjacent, associé, étant situés sur la surface intérieure, l'évidement ayant un diamètre maximun qui est radialement en alignement avec le joint associé, lorsque l'ensemble à clapet se trouve dans la position ouverte. Coupleur ( 100) utilisé dans la charge et la recharge de circuits de réfrigérateur, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison, une partie femelle ( 36) présentant un passage axial ( 40) ayant une extrémité intérieure ( 42) de connexion et une extrémité extérieure ouverte ( 44), une partie mâle ( 38) ayant un passage axial ( 78) présentant une extrémité intérieure de connexion ( 80) et une extrémité extérieure ( 82) destinée à être reçue dans l'extrémité extérieure ( 44) de la partie femelle ( 36), un moyen de connexion ( 46, 50, 84) défini sur lesdites parties pour accoupler sélectivement leurs extrémités ouvertes en communication coaxiale, un premier clapet ( 86) à auto- étanchéité dans le passage ( 78) de la partie mâle ( 38) pouvant se déplacer axialement entre des positions ouverte et fermée ayant un diamètre maximun ( 96) contigu à une pemière bague annulaire d'étanchéité ( 88), le passage ( 78) de la partie mâle ( 38) ayant une surface d'étanchéité cylindrique ( 92) recevant et engageant la première bague d'étanchéité ( 88) dans la position fermée, un évidement annulaire ( 96) défini dans le passage ( 78) de la partie mâle ( 38) contigu à la surface cylindrique ( 92) le diamètre maximum du premier clapet ( 86) étant en alignement radial avec l'évidement ( 96) lorsque le premier clapet est dans la position ouverte, un manchon de clapet ( 62) à auto-étanchéité à l'intérieur du passage ( 40) de la partie femelle ( 36) pouvant se déplacer axialement entre les positions ouverte et fermée et ayant une extrémité extérieure, une surface cylindrique intérieure ( 66), un évidement annulaire ( 64) entre l'extrémité extérieure du clapet et la surface cylindrique ( 66), une sonde coaxiale ( 56) fixée dans le passage ( 40) de la partie femelle ( 36) ayant une extrémité libre s'étendant vers l'extrémité ouverte ( 44) de la partie femelle ( 36) et présentant un diamètre maximum ( 60) contigu a une bague annulaire d'étanchéité ( 58) , le manchon de clapet ( 62) entourant la sonde ( 56), la bague d'étanchéité ( 58) de la sonde étant reçue et engageant la surface cylindrique ( 66) du manchon de clapet ( 62) lorsque ce manchon se trouve dans la position fermée, l'évidement ( 64) du manchon de clapet ( 62) étant en alignement radial avec le diamètre maximum ( 66) de la sonde ( 56) lorsque le manchon de clapet ( 62) se trouve dans la position ouverte, les parties mâle ( 38) et femelle ( 36) ayant chacune un moyen de connexion amovible ( 46, 50, 84) pour relier leurs extrémités extérieures ouvertes ( 44, 82) afin de produire un passage ouvert entre elles lors d'un accouplement complet, un ressort en spirale de compression ( 68, 94) dans chacune des parties ( 36, 38) sollicitant chaque clapet ( 86, 62) vers sa position fermée, la partie mâle ( 38) s'engageant dans l'extrémité extérieure du manchon de clapet ( 62) et la sonde ( 56) s'engageant dans le premier clapet ( 86) lors du branchement des pièces pour déplacer le clapet ( 86) et le manchon de clapet ( 62) vers leurs positions ouvertes.