Brevet FR2667377A1 — publié le 19920403

L'invention concerne un clapet antiretour avec étrangle- ment comportant un corps dans lequel un organe de soupape est disposé de manière mobile entre deux ouvertures du corps, le corps et l'organe de soupape présentant deux sections d'ouverture mobiles l'une par rapport-à l'autre qui déterminent à la manière d'une soupape d'étranglement la section de débit efficace dans la direction de l'écoulement. Par le brevet US-A-3 298 393, on connaît un clapet anti- retour réglable avec étranglement de ce type dans lequel l'organe de soupape disposé de manière mobile dans un corps en forme de raccord à vis coudé est sous forme de cône de soupape analogue à un disque Deux sections d'ouverture mobiles l'une par rapport à l'autre sont formées par des a Lésages de taille identique qui sont disposés de manière excentrée par rapport à l'axe longitudinal d'une part dans le cône de soupape en forme de disque et d'autre part dans la surface de siège correspondante du corps Bien que ce clapet fonctionne déjà avec un seul organe de soupape pour les deux fonctions de clapet antiretour et de soupape d'étranglement, il présente l'inconvénient d'être de construction relativement coûteuse et de ne pas être adapté à des fonctions de commutation rapide De plus, il peut se produire avec ce clapet que, dans sa fonction de soupape d'étranglement, en particulier lors d'un réglage sur des débits volumiques relativement faibles, il appa- raisse entre les surfaces coniques du cône de soupape et du siège du corps un courant d'huile de fuite gênant qui s'écoule vers la sortie par l'a Lésage du corps Ce courant d'huile de fuite n'est pas déterminé par la section de débit efficace de la soupape d'étranglement qui est rég Léee dans chaque cas de sorte qu'il peut provoquer des perturbations principalement dans le cas des faib Les débits volumiques En outre, le clapet est difficile à régler. On connaît par ailleurs par le document DE-U-1 954 246 un clapet antiretour avec étranglement qui fonctionne pour Les deux fonctions avec un seul organe de soupape qui est sous forme d'une plaque de soupape en porte-à-faux à paroi relativement mince. L'inconvénient de ce clapet est que la fonction d'étranglement n'est pas réglable et ne peut pas être bloquée totalement De plus, la plaque de soupape n'est pas déformable et il se produit des courants d'huile de fuite gênants. On connait en outre par le document DE-B 1 650 440 un clapet antiretour réglable avec étranglement qui permet un réglage précis et qui peut être bloqué L'inconvénient de ce clapet est qu'il est de construction relativement coûteuse d'autant plus qu'il fonctionne avec deux organes de soupape séparés l'un de l'autre pour les deux fonctions. Ainsi, afin d'éliminer les inconvénients des clapets de l'état de la technique, la présente invention propose un clapet antiretour réglable avec étranglement dans lequel l'organe de soupape consiste en un matériau plat à parois minces, déformable, analogue à une membrane, qui s'applique sans jeu sur la paroi interne du corps dans le domaine entourant la section d'ouverture du corps au moins sous l'influence du débit volumique qui s'établit lorsque le c Lapet fonctionne comme une soupape d'étranglement, et dans lequel la paroi interne est incurvée dans ce domaine. Par rapport aux clapets de l'état de la technique, le clapet selon la présente invention présente l'avantage de permettre un réglage exact des débits volumiques tout en étant de construc- tion relativement simple et peu coûteuse Grâce au fait que l'organe de soupape est constitué par un matériau plat à paroi mince et souple, l'organe de soupape s'applique de manière étanche et sans jeu sur la paroi interne incurvée du corps, ce qui supprime l'influence gênante du jeu entre les éLéments voisins et donc les courants d'huile de fuite gênants qui sont associés à ce jeu De plus, l'organe de soupape analogue à une membrane qui est très facilement déformable favorise la fonction de commutation rapide. De préférence, la section d'ouverture du corps est supé- rieure à la section d'ouverture correspondante de l'organe de soupape Ceci permet une réponse rapide du clapet lorsqu'il fonc- tionne comme un clapet antiretour En outre, la paroi interne du corps peut être cylindrique au moins dans le domaine de sa section d'ouverture, ce qui permet une fabrication simple et une bonne étanchéité De préférence, le matériau plat de l'organe de soupape n'est incurvé que dans une direction, en particulier dans La même direction que La paroi interne cylindrique De p Lus, L'organe de soupape peut être guidé dans Le corps de manière à pouvoir coulisser Longitudina Lement, en particulier à L'aide d'un corps de support De cette manière, Le c Lapet antiretour avec étranglement peut être rendu rég Lab Le de manière simp Le et peu coûteuse En outre, Le corps de support peut présenter un corps de soutien de section transversale sensiblement en forme de demi cerc Le sur Leque L s'appuie L'organe de soupape Lorsque Le c Lapet fonctionne comme c Lapet antiretour De La sorte, Le c Lapet antiretour répond facilement et rapidement en présentant une faib Le résistance à L'écou Lement De préférence, L'organe de soupape est disposé entre Le corps de support et La paroi interne du corps de soupape et i L est fixé par L'une de ses extrémités sur Le corps de support au niveau o Le corps d'appui est Le p Lus proche de La paroi interne. L'organe de soupape peut s'étendre sur un ang Le de rotation d'envi- ron 180 à 2700 sur sa section incurvée De préférence, La section d'ouverture de L'organe de soupape est sous forme d'un triang Le a L Longé, en particulier d'un triang Le isoce L Le qui s'étend dans La direction du déplacement et dont La p Lus grande hauteur est infé- rieure ou éga Le au diamètre de La section d'ouverture du corps de soupape Dans une forme de réalisation préférée, L'organe de soupape est constitué par un matériau méta L Lique en ruban très soup Le IL peut être prévu que Le corps d'appui présente un évide- ment dans Le domaine de La section d'ouverture de L'organe de soupape en appui D'autre part, Les deux ouvertures prévues dans Le corps de soupape peuvent déboucher dans La paroi interne cy Lin- drique en étant diamétralement opposées De préférence, Lorsque Le débit est rég Lé à sa va Leur maxima Le, Les ouvertures du corps de soupape, La section d'ouverture de L'organe de soupape et L'évide- ment du corps d'appui sont situés Les uns par rapport aux autres sensiblement sur Le même axe Par ai L Leurs, i L est préférable que L'extrémité du corps d'appui qui est écartée de La paroi interne s'étende sensiblement jusque dans Le p Lan horizontal qui passe par Le centre de L'a Lésage cylindrique du corps de soupape Enfin, Le corps de support peut présenter deux parois de Limitation grâce auxquelles il est guidé dans l'a Lésage cylindrique du corps de soupape et entre lesquelles s'étend Le corps d'appui, l'organe de soupape étant alors disposé de manière mobile radialement entre les parois de limitation. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit d'un exemple de mise en oeuvre en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale du clapet anti- retour réglable avec étranglement dans une représentation simplifiée, la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II- II de la figure 1, la figure 3 est une coupe transversale analogue à la figure 2 mais qui montre la position de l'organe de soupape lorsque le clapet fonctionne comme clapet antiretour, la figure 4 représente en détail et en vue de dessus les deux sections d'ouverture du corps de soupape et de l'organe de soupape, et la figure 5 est une coupe longitudinale du clapet anti- retour avec étranglement de la figure 1, en position de soupape d'étranglement bloquée. La figure 1 représente une coupe longitudinale d'un clapet antiretour avec étranglement 10 selon l'invention dont le corps 11 en forme de parallélépipède présente un alésage à trou borgne cylindrique 12 qui est fermé du côté frontal par un couvercle 13 Une première ouverture 15 est pratiquée dans le côté inférieur 14 du corps 11 et une seconde ouverture 17 est pratiquée dans le côté supérieur 16 du corps 11 Les deux ouvertures 15, 17 sont situées sur le même axe et débouchent de manière diamétrale- ment opposée dans l'alésage à trou borgne cylindrique 12, la deuxième ouverture 17 formant du côté du corps une section d'ouver- ture 18 Dans l'alésage à trou borgne cylindrique 12 est disposé de manière coulissante longitudinalement un corps de support 19 sur lequel est fixé l'organe de soupape 21 Le corps de support 19 consiste essentiellement en deux parois de limitation 22 et 23 en forme de disque qui sont reliées fermement l'une à l'autre par un corps d'appui 24 qui s'étend parallèLement à l'axe longitu- dinal de l'a Lésage à trou borgne 12 Les parois de limitation 22, 23 peuvent être guidées avec un jeu notable dans l'a Lésage à trou borgne cylindrique 12 du fait qu'elles ne remplissent elles- mêmes aucune fonction d'étanchéité Une tige de réglage 25 dirigée vers l'extérieur pénètre dans la paroi de limitation interne 23, ce qui permet de régler de l'extérieur le corps de support 19 De plus, il est prévu un dispositif antirotation 26 sur la paroi de limitation interne 23. Comme le montre particulièrement nettement la figure 2, le corps d'appui 24 s'étend sensiblement en forme de demi cercle ou de croissant entre les deux parois de limitation 22, 23 Le corps d'appui 24 est agencé de telle manière qu'il repose sensiblement sur la paroi interne cylindrique 28 de l'a Lésage à trou borgne 12 par son extrémité inférieure à paroi épaisse 27 tandis que son autre extrémité 29 à paroi mince est située sensiblement dans le domaine d'un plan horizontal 31 qui passe par l'axe longitudinal de l'a Lésage à trou borgne De cette façon, il se forme entre la paroi interne 28 de l'a Lésage à trou borgne 12 et la paroi externe du corps d'appui 24 un espace 32 en forme de croissant qui s'étend sensiblement sur un demi cercle et qui forme pour la fonction de clapet antiretour un canal 33 arqué qui s'étend sensiblement sur un quart de cercle depuis la section d'ouver- ture 18 jusqu'à l'espace interne de l'a Lésage à trou borgne 12. Comme le montrent les figures 1 et 2, dans la position du corps de support 19 qui est représentée sur la figure 1, un évidement 34 du corps d'appui 24, qui, pour simplifier, est sous forme d'un alésage, est coaxial aux ouvertures 15, 17. Comme on le voit nettement sur la figure 2, l'organe de soupape 21 fixé sur le corps de support 19 est situé dans l'espace en forme de croissant 32 compris entre la paroi interne 28 de l'a Lésage à trou borgne 12 et le corps d'appui 24 L'organe de soupape 21 consiste en un matériau plat à paroi mince, en forme de membrane très facilement déformable, qui peut être en particu- lier sous forme d'une bande métallique flexible Cette bande méta L Lique est fixée par son extrémité 35 sur L'extrémité 27 à paroi épaisse du corps d'appui 24 tandis que son autre extrémité 36 Libre est située au niveau de L'extrémité 29 à paroi mince du corps d'appui 24 Ainsi, dans Le domaine de son extrémité fixe 35, La bande méta L Lique soup Le est située immédiatement contre La paroi interne 28 de L'a Lésage à trou borgne 12 tandis que son autre extrémité 36 Libre peut s'appuyer au choix sur La paroi interne 28, se Lon La figure 2, ou sur Le corps d'appui 24, se Lon La figure 3. Dans Les deux cas, La section transversale de L'organe de soupape 21 demeure incurvée de manière régulière et constante La Largeur de La bande méta L Lique qui sert d'organe de soupape est choisie de te L Le manière que ce Lui-ci puisse se dép Lacer Librement dans L'espace 32 entre Les parois de Limitation 22 et 23 Comme Le montrent Les figures 1 et 4, L'organe de soupape 21 présente une seconde section d'ouverture 37 qui est représentée ici sous forme d'un triang Le isoce L Le a L Longé La deuxième section d'ouverture 37 est sensiblement p Lus petite que La première section d'ouverture 18 Dans Le cas présent, La hauteur du triang Le isoce L Le 37 est sensiblement éga Le au diamètre de La section d'ouverture 18 du corps de soupape. Le c Lapet antiretour avec étranglement 10 fonctionne de La manière suivante: dans sa fonction de soupape d'étranglement, Le corps de soupape 11 est traversé de La première ouverture 15 à La seconde ouverture 17 comme Le montrent Les figures 1 et 2 Le f Luide comprimé qui s'écou Le dans L'a Lésage à trou borgne 12 peut pénétrer immédiatement dans L'espace 32 par L'évidement 34 en poussant a Lors L'organe de soupape 21 à paroi mince déformab Le contre La paroi interne 28 de L'a Lésage à trou borgne 12, comme Le montrent Les figures 1 et 2 L'organe de soupape 21 s'applique a Lors sans jeu et de manière étanche contre La paroi interne 28 tout autour de La seconde ouverture 17 au moins dans Le domaine de La section d'ouverture 18 du corps de soupape si bien qu'aucun courant d'hui Le de fuite ne peut s'étab Lir entre La paroi interne 28 et L'organe de soupape 21 pour aboutir à La deuxième ouverture 17 Le jeu notab Le avec Leque L Le corps de support 19 est guidé dans l'a Lésage à trou borgne cylindrique 12 n'a de ce fait aucune influence sur L'étanchéité L'importance du débit volumique qui se dirige vers la seconde ouverture 17 est donc déterminée princi- palement par la taille de la section d'ouverture 37 triangulaire telle qu'elle est représentée sur les figures 1 et 4 La chute de pression qui se produit lors de la traversée de la section d'écou- lement efficace 37 est suffisamment importante pour plaquer la bande métallique flexible de l'organe de soupape 21 de manière étanche et ferme contre la paroi interne incurvée de l'a Lésage à trou borgne 12 et pour l'y maintenir A l'aide de la tige de réglage 25, il est possible de déplacer le corps de support 19 de la position représentée sur la figure 1 vers le couvercle 13, le dispositif antirotation 26 assurant le maintien de la position en rotation du corps de support 19 De ce fait, la section d'ouverture 37 triangulaire est réduite de manière correspondante et peut être finalemet totalement bloquée comme le montre la figure 5. Indépendamment du fait que la soupape d'étranglement 10 occupe la position de débit maximum représentée sur la figure 1 ou la position de blocage représentée sur la figure 5, elle peut fonctionner en outre comme un c Lapet antiretour Lorsqu'elle fonctionne comme un clapet antiretour, le corps 11 est traversé de la seconde ouverture 17 vers la première ouverture 15 comme le montre la figure 3 Le débit volumique qui pénètre par la seconde ouverture 17 exerce au début une pression sur l'organe de soupape flexible 21 au moins dans le domaine de la section d'ouverture 18, de sorte que celui-ci se décolle au début par endroits de la paroi interne 28 et se rabat ensuite sur le corps d'appui 24 sous la pression du courant volumique qui arrive par l'ouverture 17, de sorte que le fluide sous pression peut aboutir à la première ouver- ture 15 par le canal arqué 33 sans subir d'étranglement Selon le réglage de la soupape d'étranglement 10, un courant partiel plus faible peut traverser également la seconde section d'ouverture 37. Dans le cas d'un fonctionnement en tant que clapet antiretour, l'organe de soupape 21 flexible épouse ainsi la forme plus forte- ment incurvée du corps d'appui 24 De ce fait, un débit volumique relativement plus important peut s'écouler depuis la seconde ouverture 17 vers la première ouverture 15 en passant par le canal arqué 33 et l'alésage à trou borgne 12, et la résistance à l'écoulement est relativement faible. Ainsi, grâce à l'organe de soupape 21 à paroi mince déformable, on dispose d'un clapet à réponse rapide qui permet de régler aussi l'importance du débit volumique avec précision et d'éviter les courants d'huile de fuite gênants provoqués par le jeu existant entre les éléments voisins De plus, il est possible de bloquer totalement le passage dans la soupape d'étranglement 10. REVENDICATIONS 1 Clapet antiretour avec étranglement comportant un corps dans lequel un organe de soupape est disposé de manière mobile entre deux ouvertures du corps, le corps et l'organe de soupape présentant deux sections d'ouverture mobiles l'une par rapport à l'autre qui déterminent à la manière d'une soupape d'étranglement la section de débit efficace dans la direction de l'écoulement, caractérisé en ce que l'organe de soupape ( 21) consiste en un maté- riau plat à paroi mince, déformable, analogue à une membrane, qui s'applique sans jeu sur la paroi interne ( 28) du corps ( 11) de soupape dans le domaine entourant la section d'ouverture ( 18) du corps de soupape, au moins sous l'influence du débit volumique qui s'établit lorsque le clapet fonctionne comme une soupape d'étranglement, et en ce que la paroi interne ( 28) est incurvée dans ce domaine. 2 Clapet antiretour avec étranglement selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la section d'ouverture ( 18) du corps ( 11) est supérieure à la section d'ouverture ( 37) correspon- dante de l'organe de soupape ( 21). 3 Clapet antiretour avec étranglement selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi interne ( 28) du corps ( 11) est cylindrique au moins dans le domaine de sa section d'ouverture ( 18). 4 Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le maté- riau plat de l'organe de soupape ( 21) n'est incurvé que dans une direction, en particulier dans la même direction que la paroi interne cylindrique ( 28). 5 Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de soupape ( 21) est guidé dans le corps ( 11) de manière à pouvoir coulisser longitudinalement à l'aide d'un corps de support ( 19). 6 Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps de support ( 19) présente un corps d'appui ( 24) de section trans- versale sensiblement en forme de demi cercle sur lequel s'appuie L'organe de soupape ( 21) dans le cas d'un fonctionnement en tant que clapet antiretour. 7 Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de soupape ( 21) est disposé entre le corps de support ( 19) et la paroi interne ( 28) du corps ( 11) et est fixé par son extrémité ( 35) sur Le corps de support ( 19) au niveau o le corps d'appui ( 24) est le plus proche de la paroi interne ( 28). 8 Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la section transversale incurvée de l'organe de soupape ( 21) s'étend sur un angle de rotation de 180 à 2700. 9 Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la section d'ouverture ( 37) de l'organe de soupape ( 21) est sous forme d'un triangle isocelle allongé qui s'étend dans la direction du déplacement et dont la plus grande hauteur est inférieure ou égale au diamètre de la section d'ouverture ( 18) du corps ( 11). 10 Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe de soupape ( 21) consiste en un matériau métallique en bande très souple. 11 Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le corps d'appui ( 24) présente un évidement ( 34) dans le domaine de la section d'ouverture ( 37) de l'organe de soupape ( 21) en appui. 12 Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les deux ouvertures ( 15, 17) du corps ( 11) débouchent de manière diamé- tralement opposée dans la paroi interne ( 28) cylindrique. 13 Clapet antiretour avec étranglement selon la revendi- cation 12, caractérisé en ce que, dans le cas d'un débit réglé à sa valeur maximale, les ouvertures ( 15, 17) du corps ( 11), la section d'ouverture ( 37) de l'organe de soupape ( 21) et l'évidement ( 34) du corps d'appui ( 24) sont situés sensiblement sur le même axe. 14 Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que l'extrémité ( 29) du corps d'appui ( 24) qui est située à distance de la paroi interne ( 28) s'étend sensiblement jusqu'au plan horizontal ( 31) qui passe par le centre de l'a Lésage à trou borgne cylin- drique ( 12). Clapet antiretour avec étranglement selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que le corps de support ( 19) présente deux parois de limitation ( 22, 23) grâce auxquelles il est guidé dans l'a Lésage cylindrique ( 12) et entre lesquelles s'étend le corps d'appui ( 24), et en ce que l'organe de soupape ( 21) est disposé de manière mobile radia- lement entre les parois de limitation ( 22, 23).