Brevet FR2654175A3 — publié le 19910510

FR 2654175 A3 19910510 FR 8914596 A 19891107 L'invention se rapporte aux constructions mécaniques et plus particulièrement aux soupapes automatiques. Le type le plus usuel de soupape automatique est la soupape à plaque de travail fixée en console. Ces soupapes sont très sûres en service, possèdent un faible poids des parties mobiles, garantissent de faibles pertes de charge lors du passage des gaz à travers elles, ont un volume non vidangeable réduit et trouvent leur application dans plusieurs domaines industriels, notamment, dans les compresseurs. On connut une soupape automatique (DE, C, 2158693) comprenant un paquet d'éléments prismatiques pourvus de canaux à gaz, de surfaces d'étanchéité et de surfaces de butée, et des plaques-ressorts de travail. Les plaques-ressorts d'une telle soupape sont munies de dents dont les axes sont dirigés le long des canaux à gaz, tandis que les éléments prismatiques présentent des canaux supplémentaires pour l'évacuation des gaz, faisant face aux intervalles entre les dents. Ceci permet d'allonger les fentes de sortie de la soupape, les gaz pouvant s'évacuer également par les arêtes latérales des dents, ce qui augmente le rendement économique de la soupape. Une telle plaque à dents se distingue par une meilleure aptitude au rodage ce qui augmente la durée du service de la soupape. La section de passage de la soupape étant augmentée, on obtient des canaux à gaz plus profonds sur la surface d'étanchéité des éléments prismatiques. En même temps, cela rend possible l'augmentation de l'épaisseur et, donc, de la rigidité des éléments prismatiques. Les dents de la plaque peuvent être convergentes vers la sortie des gaz ou bien être rectangulaires. Dans d'autres modifications de la soupape, la dent peut être placée face à l'un des canaux à gaz, ce qui diminue les pertes dynamiques des gaz, ou bien face à plusieurs canaux à gaz séparés par des parois longitudinales ce qui rend la construction plus étanche et plus rigide. Des canaux supplémentaires peuvent être disposés dans les éléments prismatiques du côté de la surface d'étanchéité et/ou de la surface de butée. Néanmoins, des contraintes considérables apparaissant au moment du choc de la plaque-ressort contre la surface de butée constituent la cause principale de la rupture de ces plaques et de la défaillance prématurée des soupapes. On connut également une soupape automatique (DE, C, 2844854) comprenant une plaque de travail fixée en console entre un siège approprié et un limiteur approprié du déplacement de la plaque. Le limiteur de déplacement est pourvu de petits creux ronds d'amortissement destinés à amortir le choc. En outre, la zone où les plaques sont fixées sur les limiteurs de déplacement est pourvue de rainures de décharge pour rendre moins intenses les contraintes locales de flexion. Cependant, les creux amortisseurs réalisés de la manière décrite ci-dessus font apparaître une déformation locale de la plaque ainsi que son gauchissement en augmentant l'état général de contrainte des plaques et les contraintes de choc, ce qui peut causer la rupture prématurée des plaques et, de ce fait, rendre la soupape moins sûre et moins durable. I1 est également à noter que lors du passage de gaz humides ou de gaz pollués, des fractions liquides s'accumulent sur la plaque en provoquant le "collage" de celle-ci à la surface du limiteur ce qui a pour suite un retard de fermeture de la soupape et donc une réduction de sa fiabilité et de son étanchéité. Le but de la présente invention est de créer une soupape automatique avec au moins une plaque de travail fixée en console, dans laquelle le creux amortisseur est conçu, et la plaque de travail est orientée, par rapport au creux amortisseur, de façon que l'on puisse réduire les charges de choc et les déformations locales de la plaque de travail et, de ce fait, rendre la soupape plus sûre et plus durable. Le but posé est atteint par le fait que, dans la soupape automatique comprenant au moins une plaque de travail fixée en console entre le siège et le limiteur de déplacement de celle-ci présentant un creux amortisseur et une rainure de décharge, selon l'invention, le creux amortisseur a la fcrme d'un évidement, la configuration de l'évidement correspond à celle de la partie en console de la plaque de travail et la plaque de travail est disposée de façon que sa partie en console puisse être logée dans l'évidement lorsque la soupape est entièrement ouverte. Une telle construction de la soupape assure l'uniformité de la pression des gaz sur toute la surface de la plaque tout en permettant d'éviter les gauchissements et les déformations locales. En même temps, la configuration du creux amortisseur correspondant à celle de la partie en console de la plaque de travail garantit en effet amortisseur maximum. Si les dimensions du creux amortisseur sont plus petites que celles de la partie en console de la plaque de travail, l'effet amortisseur est bien moindre et, en plus de cela, on observe des gauchissements et des déformations de la partie en console de la plaque de travail. Si les dimensions du creux amortisseur sont beaucoup plus grandes que celles de la partie en console de la plaque de travail, l'effet amortisseur est également très réduit.Cela veut dire que la configuration du creux amortisseur doit obligatoirement correspondre à celle de la partie en console de la plaque de travail et que cette dernière, lorsque la soupape est entièrement ouverte, doit se loger dans ledit creux amortisseur avec un jeu minimum. Ainsi, la combinaison des caractéristiques mentionnées ci-dessus est la seule permettant d'éviter les déformations locales de la partie en console de la plaque de travail et de réduire les charges de choc que subit la plaque de travail lors de l'ouverture et de la fermeture de la soupape, étant donné qu'elle permet de tirer un profit maximum de l'effet amortisseur créé au cours du déplacement de la partie en console de la plaque de travail. Tout ceci permet de rendre les soupapes plus fiables et plus durables en service. I1 est avantageux de disposer la rainure de décharge dans le fond de l'évidement. Une telle disposition de la rainure de décharge permet de réduire le "collage" de la partie en console dans le creux amortisseur et, par suite, d'exclure le retard dans la descente de la plaque de travail sur le siège, en rendant la soupape encore plus sûre et plus étanche. C'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparatront plus clairement au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe de la soupape automatique selon l'invention, en position fermée, faite le long de la partie en console de la plaque de travail - la figure 2 représente la même coupe que la figure 1, la soupape étant en position ouverte - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1 ; et - la figure 4 est une vue en coupe de la soupape automatique selon une autre forme d'exécution de la présente invention. Une soupape automatique réalisée selon la présente invention comprend un siège muni d'un canal à gaz 2 et d'une surface d'étanchéité 3 ainsi que du limiteur 4 de déplacement d'une plaque 5, comme on peut le voir à la figure 1. La plaque de travail 5 est fixée en console entre le siège 1 et le limiteur 4. Le limiteur 4 est pourvu d'un creux amortisseur réalisé comme un évidement 6 délimité par des parois 7, comme on peut le voir à la figure 3. La configuration de l'évidement 6 correspond à celle de la partie en console 8 de la plaque de travail 5. La plaque de travail 5 est placée face à l'évidement 6 de sorte que lorsque la soupape est entièrement ouverte (l'écart maximal de la partie en console 8 de la plaque de travail 5), la partie en console 8 se trouve logée dans l'évidement. Dans une variante représentée sur la figure 4, le fond de l'évidement 6 présente une rainure de décharge 9 destinée à chasser, hors de la soupape, des fractions liquides pouvant se former au cours de son fonctionnement. La soupape réalisée selon la présente invention fonctionne de la manière suivante. Sous l'action de la pression qui varie périodiquement, la plaque de travail 5 ouvre ou ferme le canal à gaz 2 du siège 1. Pour ouvrir la soupape, la plaque de travail 5 se déplace, par sa partie en console 8, vers l'évidement 6. Lorsque la partie en conscle 8 de la plaque de travail 5 entre dans l'évidement 6, le volume des gaz dans l'évidement 6 au-dessous de la plaque 5 diminue à mesure que la partie en console 8 avance vers le fond de l'évidement 6 et, de ce fait, la pression dans l'évidement 6 augmente. En même temps, la pression de l'autre côté de la plaque de travail 5 augmente elle aussi La pression toujours croissante des gaz dans l'évidement 6 empêche le déplacement de la plaque 5 et, par cela même, diminue la vitesse de déplacement et donc la force du choc cote le limiteur 4. C'est ainsi que, grâce à l'amortissement par gaz, on amortit le choc de la plaque de travail 5. La soupape, selon la modification représentée sur la figure 4, fonctionne de la même manière que le dispositif décrit ci-dessus. Cependant, le fait que la rainure de décharge 9 soit prévue rend possible l'évacuation de la fraction liquide hors de la soupape. En effet, lorsque la plaque de travail 5 se déplace vers le limiteur 4 et que le jeu entre la surface de la plaque 5 et la surface du limiteur 4 diminue, la fraction liquide faisant partie des gaz est chassée hors du jeu dans la rainure de décharge pour en être emportée par le courant gazeux. Grâce à l'évacuation de la fraction liquide, la plaque de travail 5 n'adhère pas au limiteur et, dans le cas de la diminution de la différence de pression, sous l'action de ses propres forces élastiques, cette plaque commence, très opportunément, son déplacement vers la surface d'étanchéité du siège et ferme la soupape sans aucun retard. Le nombre de rainures de décharge 9 peut varier selon le type de soupape et selon la compositicn du milieu gazeux passant à travers la soupape. C'est ainsi que le dispositif objet de l'invention assure la diminution des charges de choc dans la plaque de travail 5 lors du choc contre le limiteur 4 et le siège 1, évite les déformations locales de la plaque apparaissant si la superficie du creux amortisseur est mal choisie et que sa disposition par rapport à la plaque de travail 5 n'est pas symétrique, garantit l'opportunité de la fermeture de la soupape et, en plus, permet de réduire considérablement l'état de contrainte de la plaque, d'augmenter sa résistance mécanique et de rendre donc la soupape plus sure et plus durable. REVENDICATIONS 1. Soupape automatique du type comprenant au moins une plaque de travail fixée en console entre son siège et un limiteur du déplacement de ladite plaque, présentant un creux amortisseur et une rainure de décharge, caractérisée en ce que le creux amortisseur est un évidement (6), dont la configuration correspond à celle de la partie en console (8) de la plaque de travail (5) et la plaque (5) est disposée en sorte que sa partie en console (8) puisse s'engager dans l'évidement (6) lorsque la soupape est entièrement ouverte. 2. Soupape automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une rainure de décharge (9) est réalisée dans le fond de l'évidement (6).