Brevet FR2665743A1 — publié le 19920214

i Clapet anti-retour pour un conduit de gaz La présente invention concerne un clapet anti- retour pour un conduit de gaz, en particulier pour un conduit destiné à amener de l'air secondaire dans un systè- me d'échappement d'un moteur à explosion ou à combustion interne, le clapet étant équipé d'une plaque formant siège de soupape qui présente un ou plusieurs passages pour le fluide à diriger, et d'au moins un obturateur. Des clapets anti-retour de ce genre sont utilisés pour diminuer la teneur en substances nocives des gaz d'é- chappement A cet égard on met à profit le phénomène connu qui consiste en ce que la pression dans les tuyaux d'échap- pement varie périodiquement, de telle sorte qu'à des inter- valles de temps déterminés se produisent dans le système d'échappement des pressions inférieures à celle atmosphé- rique Pour aspirer l'air sont utilisés des clapets anti- retour de ce genre (clapets d'aspiration d'air secondaire) qui s'ouvrent lorsqu'il règne dans le système d'échappement une pression inférieure à celle atmosphérique et se refer- ment en cas de pression supérieure à celle atmosphérique, de sorte que des gaz brûlés ne peuvent s'échapper vers l'extérieur Du fait de l'air ainsi amené aux gaz d'échap- pement il se produit dans l'installation d'échappement une réaction d'oxydation de façon à réduire la teneur en hydro- carbures (CH) et en oxyde de carbone (C 0) des gaz d'échap- pement. Ces clapets anti-retour sont également utilisés fréquemment en combinaison avec des pompes à air dans le cas de systèmes d'échappement équipés de catalyseurs ré- glés, montés en aval Dans ce cas c'est principalement dans la phase de mise en température, durant laquelle est utili- sé de façon connue un mélange riche, que de l'air secondai- re est amené aux gaz d'échappement chauds de manière à ob- tenir une postcombustion, de sorte que d'une part les con- stituants CO et CH dans les gaz d'échappement se trouvent diminués d'environ 30 % et que d'autre part le catalyseur non encore actif est plus rapidement amené à sa température d'entrée en action Dès que la température d'entrée en ac- tion est atteinte l'amenée d'air secondaire est interrom- pue Ceci se fait par exemple au moyen d'une soupape d'ar- rêt séparée qui, montée dans le conduit d'amenée d'air se- condaire et actionnée par une pression pilote, est comman- dée par l'intermédiaire d'une électrovalve inverseuse ra- joutée. Dans la publication de Pierburg intitulée "AGR- Ventile, SLS-Ventile", N O d'enregistrement 5/400-150 2, est décrit un clapet d'aspiration d'air secondaire dans lequel la soupape d'arrêt et le clapet anti-retour sont groupés dans un corps de clapet, une électrovalve inverseuse étant ici aussi nécessaire pour la commande A cet égard un in- convénient consiste en ce que des clapets anti-retour de ce genre tendent, même en cas d'arrêt de l'amenée d'air secon- daire, à faire du bruit puisque leurs obturateurs sont ame- nés à vibrer du fait des pulsations de gaz d'échappement auxquelles ils sont soumis En outre, il en résulte une usure accrue au détriment de leur résistance à la fatigue. En partant de cet état de la technique, la pré- sente invention a pour but de réaliser un clapet anti-re- tour du genre mentionné plus haut de telle manière que les inconvénients cités soient évités dans toute la mesure du possible. Ce but est atteint selon l'invention, en ce qui concerne un clapet anti-retour pour un conduit de gaz, en particulier pour un conduit destiné à amener de l'air se- condaire dans un système d'échappement d'un moteur à explo- sion ou à combustion interne, le clapet étant équipé d'une plaque formant siège de soupape, qui présente un ou plu- sieurs passages pour le fluide à diriger, d'au moins un ob- turateur, d'un élément à ressort et d'un élément limiteur, par le fait que l'élément limiteur peut être déplacé par un mécanisme de manoeuvre dans le sens d'ouverture ou de fer- meture de l'obturateur et verrouille ou déverrouille l'ob- turateur. Dans une forme de réalisation avantageuse du cla- pet anti-retour selon l'invention le mécanisme de manoeuvre est réalisé en tant que régulateur pneumatique qui par l'intermédiaire d'une soupape de commande peut être soumis à une pression pilote. Dans une autre forme de réalisation avantageuse du clapet anti-retour selon l'invention le mécanisme de ma- noeuvre est constitué par un électroaimant. Une caractéristique avantageuse du clapet anti- retour de l'invention consiste encore en ce que l'obtura- teur, l'élément à ressort et l'élément limiteur sont réali- sés soit sous une forme à symétrie de révolution, soit en forme de ruban. Le clapet anti-retour selon l'invention se dis- tingue par le fait que l'élément limiteur peut être déplacé par un mécanisme de manoeuvre à commande pneumatique ou électrique en direction de l'obturateur, de sorte que l'ob- turateur réalisé sous une forme à symétrie de révolution ou en forme de ruban se trouve, en cas d'arrêt d'amenée d'air secondaire, verrouillé dans la position de fermeture, c'est à-dire qu'il n'est plus amené à vibrer et donc à être bruyant sous l'effet des pulsations des gaz d'échappe- ment produits De plus, la durée de vie du clapet anti- retour se trouve ainsi prolongée. Un autre avantage consiste en ce que dans le cas du mécanisme de manoeuvre à commande électrique, à la dif- férence du mécanisme de manoeuvre pneumatique, la commande de l'arrêt d'amenée d'air secondaire se réalise directe- ment, de sorte que l'on peut se dispenser d'une électroval- ve inverseuse pour faire agir ou interrompre la pression pilote. Deux exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-dessous et représentés schématiquement aux des- sins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un clapet anti-retour en coupe; et la figure 2 représente, en coupe, une autre forme de réalisation d'un clapet anti-retour. La figure 1 montre un clapet anti-retour 1 qui, constitué par une partie supérieure 2 du corps de clapet avec un raccord d'entrée 3 pour l'amenée d'air secondaire, et par une partie inférieure 4 du corps de clapet avec un raccord de sortie 5, comprend une plaque 7 formant siège de soupape et un limiteur de course 8 montés chacun, entre la partie supérieure 2 et la partie inférieure 4 du corps de clapet, dans une bague 6 en élastomère à des fins d'étan- chéité et d'amortissement de vibrations du corps, la plaque 7 formant siège de soupape présentant plusieurs passages 9 pour le fluide à diriger La partie supérieure 2 du corps de clapet est réalisée en tant que régulateur pneumatique qui, par l'intermédiaire d'un raccord de commande 11, peut être soumis au moyen d'une électrovalve inverseuse (non représentée sur les figures) à une pression pilote et comporte une barre d'actionnement 14 reliée à une membrane 13 agissant à l'encontre d'un ressort 12. La barre d'actionnement 14 traverse la plaque 7 formant siège de soupape et un obturateur 15 coopérant avec cette dernière et présente un élément limiteur 16 et un élément à ressort 17 fixés à son extrémité située à l'oppo- sé de la membrane 13. L'obturateur 15, l'élément limiteur 16 et l'élé- ment à ressort 17 sont réalisés sous une forme à symétrie de révolution, mais il est également concevable de prévoir des modes de réalisation en forme de ruban. Dans l'exemple de réalisation d'un clapet anti- retour représenté sur la figure 2 la fonction du régulateur pneumatique est remplie par un électroaimant 18 monté dans la partie supérieure 2 du corps de clapet et constitué par une bobine 19, qui est alimentée en courant par l'intermé- diaire de conducteurs électriques 20 et 21, par un noyau 22 et une armature 23 à laquelle est fixée la barre d'action- nement 14 avec l'élément limiteur 16 et l'élément à ressort 17 Tous les autres éléments constitutifs correspondent à ceux de la figure 1. Le mode de fonctionnement du clapet selon l'in- vention est décrit ci-dessous S'il règne au niveau du rac- cord de commande 11 du clapet anti-retour 1 selon la figure 1 une pression inférieure à celle atmosphérique, alors la membrane 13 se déplace avec la barre d'actionnement 14 et l'élément limiteur 16 fixé à l'extrémité de celle-ci, à l'encontre de la force du ressort 12, en direction du limiteur de course 8 de sorte que l'élément à ressort 17, qui guide l'obturateur 15 axialement et radialement, se détend et que de ce fait l'obturateur 15 est déverrouillé Le clapet anti-retour 1 fonctionne à présent de la manière connue, de l'air secondaire aspiré pouvant s'écouler par les passages 9 de l'obturateur 15 vers la sortie 5 et à partir de là dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne. Lorsque la température de fonctionnement du mo- teur et du catalyseur est atteinte le raccord de commande 11 est alimenté en air et la membrane 13 est poussée avec la barre d'actionnement 14 et le élément limiteur 16 fixé à cette dernière ainsi que l'élément à ressort 17, par la force du ressort 12, en direction de la plaque 7 formant siège de soupape, de sorte que l'obturateur 15 s'applique fermement sur la plaque 7 formant siège de soupape et est verrouillé dans cette position de fermeture. Le clapet anti-retour de la figure 2 fonctionne sur le même principe; privé de courant, il est fermé du fait de la force du ressort 12, c'est-à-dire que l'obtura- teur 15 est maintenu en place par l'élément limiteur 16. En cas d'alimentation en courant de l'électroaimant 18 la barre d'actionnement 14 reliée à l'armature 23 déverrouille l'obturateur 15 et de l'air secondaire peut s'écouler à travers le clapet, comme déjà décrit plus haut, dans le conduit des gaz d'échappement. REVENDICATIONS 1 Clapet anti-retour pour un conduit de gaz, en particulier pour un conduit destiné à amener de l'air secondaire dans un système d'échappement de gaz brûlés d'un moteur à explosion ou à combustion interne, le clapet étant muni d'une plaque formant siège de soupape qui présente un ou plusieurs passages pour le fluide à diriger, d'au moins un obturateur, d'un élément à ressort et d'un élément limi- teur, caractérisé en ce que l'élément limiteur ( 16) peut être déplacé par un mécanisme de manoeuvre ( 10, 18) dans le sens d'ouverture ou de fermeture de l'obturateur ( 15) et verrouille ou déverrouille l'obturateur. 2 Clapet anti-retour selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de manoeuvre est réalisé en tant que régulateur pneumatique ( 10) qui peut être sou- mis à une pression pilote par l'intermédiaire d'une soupape de commande. 3 Clapet anti-retour selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de manoeuvre est formé d'un électroaimant ( 18). 4 Clapet anti-retour selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'obtura- teur ( 15), l'élément à ressort ( 17) et l'élément limiteur ( 16) sont réalisés sous une forme à symétrie de révolution ou en forme de ruban.