Brevet FR2681931A1 — publié le 19930402

i L'invention concerne un raccord à soupape, en particulier un raccord de mesure pour circuits de fluides sous hautes pressions de travail; oscillations de pression à hautes fréquences et vibrations mécaniques, pour la mesure de pression ainsi que pour la mesure associée de pression et de température, constitué d'une douille de raccord dans l'alésage de laquelle est montée une soupape de non-retour soumise à l'action d'un ressort avec un premier système d'étanchéité et un raccord à vis assemblé de manière fixe avec celui-ci, dans lequel le corps de la soupape de non-retour, soumis à l'action d'un ressort, monté dans l'alésage de la douille de raccord, est déplaçable, axialement dans la position ouverte de la soupape, lors du vissage du raccord vissé de mesure, en mode mesure, sous l'effet de son nipple d'insertion à l'encontre de la pression du ressort, et le nipple d'insertion assure dans ce cas l'étanchéité contre un second système d'étanchéité, monté dans une douille d'étanchéité. Les raccords à soupape de ce type servent, par exemple, à réaliser des raccords de vérification ou de mesure sur des conduites sous pression, la douille de raccord avec filetage extérieur, étant, en règle générale, installée de manière fixe sur la conduite sous pression d'un circuit, par exemple hydraulique ou pneumatique. Pendant la durée des opérations de vérification ou de mesure, on visse, au moyen d'un écrou, sur cette douille de raccord, un nipple d'étanchéité conçu sous la forme d'un axe creux, qui est assemblé de manière fixe avec un tuyau Les raccords peuvent être assemblés par exemple sous pression, c'est-à-dire sans que l'installation soit mise à l'arrêt, avec les appareils de mesure corres- pondants, par des tuyaux de mesure Dans le cas d'un raccord d'appareil installé de manière fixe, par exemple des manomètres, des sélecteurs de manomètres et des pressostats, les tuyaux de mesure flexibles peuvent être posés comme des câbles électriques, de sorte qu'il est superflu de procéder à une pose coûteuse de tubes Avec ces raccords de mesure, les pressions de travail réelles peuvent donc être directement mesurées sur l'appareil hydraulique, et il n'est pas nécessaire de desserrer des vis de purge ni des raccords vissés de tubes. Ces raccords peuvent être utilisés pour les composants et les dispositifs de régulation les plus divers des circuits hydrauliques et pneumatiques Après séparation du branchement du raccord, on visse sur la douille de raccord avec filetage extérieur, un capuchon de protection qui a pour but d'empêcher la pénétration d'impuretés dans la douille de raccord et qui assure en outre une fonction d'étanchéité supplémentaire, dans le cas o une soupape de non-retour, montée dans la douille de raccord, ne ferme pas de manière absolument étanche. Des raccords à soupape du type précité sont décrits par exemple dans le DE-OF 27 56 084 ou DE-OF 26 06 950, les corps de soupape étant conçus sous la forme de cônes ou de billes Dans ce raccord à soupape connu, le corps conçu sous la forme d'une soupape de non-retour, est placé, de manière mobile, sur un ressort de pression et présente à une extrémité de contact supérieure, un conduit d'écoulement Le raccord à soupape est pourvu d'une bague d'étanchéité et de blocage en rotation dont la fonction d'étanchéité n'est toutefois garantie que si un capuchon de tuyau ou de fermeture correspondant avec son nipple d'étanchéité est vissé de manière fixe sur la douille de raccord. Un autre raccord à soupape de ce type qui comporte un système d'étanchéité particulier, est décrit dans le DE-PS 32 18 115. Pour la mesure des températures d'un fluide, on connaît aussi des raccords de mesure du type précité, par exemple par le DE-PS 33 41 860 Auparavant, les tempéra- tures du fluide étaient mesurées soit avec des sondes de température installées de manière fixe, dans le courant de liquide du circuit, soit on utilisait des tubes plongeurs hermétiquement étanches, montés dans les sondes de température. Dans les raccords de mesure ou à soupape cités de ce type, le corps de soupape se trouve dans différentes positions, dans l'alésage, suivant l'état de travail En fonctionnement normal, la soupape du raccord est fermée par un capuchon à vis et un nipple du capuchon se trouve dans la douille de raccord supérieure et sert de tenon de centrage Le bord d'étanchéité supérieur du corps de soupape s'applique dans ce cas contre la bague d'étanchéité inférieure de la douille de raccord, avec la force de pression du ressort de la soupape, exercée sur le corps de la soupape Le corps de la soupape se trouve dans cette position, même lorsque le capuchon d'étanchéité est enlevé, jusqu'à ce que soit raccordé le raccord à vis du branchement de mesure Le nipple du branchement de mesure vient heurter directement le corps de la soupape, avant achèvement de l'opération de raccord, à l'encontre de la force du ressort de la soupape et sépare ainsi le bord d'étanchéité du corps de la soupape, de la bague d'étan- chéité de la douille du raccord, ce qui fait que la soupape s'ouvre Dans cette position, le corps de la soupape présente encore un jeu de déplacement, à l'encon- tre de la force du ressort, et peut de ce fait compenser, par exemple, des longueurs de nipple différentes. Dans les deux cas cités, le corps de la soupape est monté de manière à se déplacer à l'encontre de la force du ressort de la soupape. Dans les circuits oléohydrauliques, il se forme fréquemment, du fait du dégagement de l'air dans le liquide, un mélange gaz-huile ou air- huile qui fait qu'en peu de temps le raccord à soupape, se trouvant dans le circuit, s'enrichit d'un fluide compressible Ceci est notamment le cas lorsque le raccord à soupape, servant à purger le circuit, est monté pour ces raisons, au point le plus haut du circuit Si dans ces cas, il se produit des états de fonctionnement particuliers, par exemple des oscillations de pression à haute fréquence et d'amplitude différente avec de grandes vitesses de montée et de baisse de la pression, le système susceptible d'oscilla- tion, qui est constitué du corps de soupape, de son ressort de pression et du fluide compressible, est mis en oscillations incontrôlables A ces oscillations peuvent encore se superposer des oscillations mécaniques agissant de l'extérieur Le corps de la soupape ainsi mis en oscillation peut prendre de telles amplitudes qu'il vient heurter contre le siège de la soupape, avec la fréquence imposée, et détruit celui-ci progressivement et totalement de manière incontrôlée Etant donné que le ressort de soupape n'est pas conçu pour ces oscillations à haute fréquence, de l'ordre de 10 à 30 Hz en ce qui concerne le circuit hydraulique celles-ci conduisent aussi à la destruction du ressort de la soupape, ce qui fait que la soupape du raccord devient inutilisable et qu'il peut en résulter des dommages considérables Ces effets d'oscil- lation sont particulièrement critiques dans les circuits hydrauliques qui fonctionnent avec de hautes pressions comprises entre 300 et 600 bar Les différences de pression qui se produisent peuvent dans ce cas être du même ordre de grandeur, ce qui peut donner lieu à des forces oscillantes considérables. L'invention repose sur le fait que si ces fluctua- tions de pression et ces oscillations mécaniques sont inévitables, les répercussions nuisibles de ces phénomè- nes sur un circuit hydraulique, peuvent être évitées. L'invention a donc pour but d'indiquer un raccord à soupape ou de mesure dont les éléments mobiles ne soient pas susceptibles d'oscillations, ou légèrement seulement, en fonctionnement normal et en fonctionnement de mesure, dans le cas o se produisent des fluctuations de pression ou dans le cas d'oscillations mécaniques imposées de l'extérieur. Pour atteindre ce but il a déjà été proposé, selon le DE 39 26 783 Al, de monter le corps de soupape de manière qu'il soit immobilisé ou serré sans jeu et sans possibilité d'osciller, axialement et radialement, en fonctionnement de mesure ou en fonctionnement normal, au moyen d'un épaulement de butée, dans l'alésage de la soupape et la face frontale du nipple d'insertion du raccord à vis de mesure (en fonctionnement de mesure) ou la face frontale d'un nipple d'insertion de l'écrou, conçu sous la forme d'un capuchon de protection (en fonctionnement normal). Mais selon la présente invention, ce but est atteint dans une réalisation beaucoup plus simple, à savoir en ce qu'en fonctionnement normal, lorsque le raccord à vis est fermement assemblé, il est prévu les moyens qui provoquent une réduction de la pression, entre le premier système d'étanchéité du corps de soupape fermé et le raccord à vis Grâce à ce moyen, il est assuré qu'il n'existe pas de force de rappel nécessaire à un système susceptible d'entrer en oscillation et que celle-ci ne peut pas non plus s'établir pendant le fonctionnement. Dans une variante de l'invention, la douille d'étanchéité en plusieurs parties, montée dans la partie supérieure de la douille de raccord, est conçue pour loger le premier et le second système d'étanchéité. La douille d'étanchéité comporte un épaulement d'étanchéité profilé, pour loger une bague d'étanchéité du premier système d'étanchéité, lequel épaulement est adapté à la forme de la bague d'étanchéité De ce fait, la bague d'étanchéité s'applique totalement contre le siège d'étanchéité dans la douille d'étanchéité, ce qui réduit un effet de ressort de la bague d'étanchéité et donc aussi son usure. Dans une variante de l'invention, la bague d'étanchéité, tournée vers le corps de soupape, du premier système d'étanchéité, est montée dans une chambre annulaire d'étanchéité, limitée par une nervure annulaire, celle-ci étant conçue sous la forme d'une butée pour un épaulement d'étanchéité du corps de soupape Cette position est prise par le corps de la soupape lorsqu'on enlève le capuchon à vis et lorsque le raccord à insérer pour l'opération de mesure n'est pas encore totalement inséré, ou inversement. Pour pouvoir disposer d'un conduit d'écoulement lorsque le corps de la soupape est en position de mesure, il est prévu suivant l'invention une encoche sur le corps de soupape cylindrique, dans la zone de l'épaulement de butée Dans une variante de l'invention, il est possible de pourvoir aussi l'épaulement de butée d'une encoche correspondante Ce moyen est utilisé pour une soupape à bille mais peut aussi être appliqué pour un corps de soupape cylindrique. Dans une autre réalisation de l'invention de l'invention, le corps de soupape cylindrique présente un alésage longitudinal qui, dans la zone de son épaulement d'étanchéité, se prolonge par un alésage transversal et forme ainsi un conduit d'écoulement. Dans une autre forme de réalisation de l'inven- tion, le corps de soupape cylindrique présente un alésage axial avec une surface de fond fermée et se prolonge au-delà de l'extrémité de la douille de raccord, tournée vers le circuit de fluide Cette forme de réalisation sert à mesurer, de manière connue en soi, la température et la pression des fluides. Le capuchon de protection, conçu sous la forme d'un écrou, présente le long de son axe central, un alésage à travers lequel est guidé, avec un certain jeu, un boulon à l'extrémité intérieure duquel est formée une rondelle qui, à l'état vissé, est en pression contre l'extrémité supérieure de la douille d'étanchéité Pour former des conduits d'écoulement, la rondelle est avanta- geusement dotée d'encoches radiales. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, la rondelle présente un nipple central et s'étendant axialement dont le rayon est inférieur au rayon intérieur des bagues d'étanchéité du second système d'étanchéité, de sorte qu'il se forme un espace libre entre les bagues d'étanchéité et le nipple Pour former des conduits d'écoulement, le bord de l'alésage, suivant l'axe central, est avantageusement pourvu d'encoches axiales. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'inven- tion sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La fig 1 est une vue en coupe axiale d'un raccord à soupape ou de mesure avec un corps de soupape cylindrique et un capuchon vissé et retenu par une chaîne, en fonctionnement normal. La fig 2 représente le raccord à soupape et de mesure de la figure 1 avec raccord mis en place, en fonctionnement de mesure. La fig 3 est une vue en coupe axiale d'un raccord à soupape ou de mesure avec un corps de soupape sphérique et un capuchon vissé et retenu par une chaîne, en fonctionnement normal. La fig 4 représente le raccord à soupape et de mesure de la fig 3 avec corps de soupape sphérique et raccord mis en place, en fonctionnement de mesure. La fig 5 est une vue en coupe axiale d'un raccord de mesure avec un corps de soupape cylindrique et alésage axial, qui est fermé à sa partie inférieure, en fonctionnement normal. La fig 6 représente le raccord de mesure de la fig 5 en fonctionnement de mesure. Les fig l et 2 représentent un raccord à soupape ou de mesure avec une soupape cylindrique 11 en deux positions de fonctionnement différentes, à savoir à la fig 1 en fonctionnement normal pour lequel le capuchon de protection 1, conçu sous la forme d'un écrou, est vissé et à la fig 2, en fonctionnement de mesure pour lequel le capuchon de protection 1 est enlevé et le raccord à vis de mesure 2 est vissé. Le raccord à soupape ou de mesure est constitué d'une douille de raccord 4, pourvue d'un alésage 5, qui, à son extrémité supérieure, est pourvue d'un filetage extérieur 6 en vue du vissage avec l'écrou, conçu sous la forme d'un capuchon de protection 1, ou avec l'écrou 2 du raccord à vis de mesure 3 et qui, à son extrémité infé- rieure, présente un autre filetage extérieur 7 en vue du vissage avec un circuit hydraulique non représenté. La partie centrale de la douille de raccord 4 est un hexagone 8, ce qui fait que le vissage avec le circuit hydraulique peut s'effectuer au moyen d'une clé d'outil. L'alésage 5 loge le ressort de pression 9 qui prend appui contre la pièce d'épaulement 10, dans l'alésage 5 et qui presse le corps de soupape 11 cylindrique avec son épaulement d'étanchéité 12 supérieur, contre la bague d'étanchéité 13 qui se trouve dans une douille d'étan- chéité 14, 14 ' en plusieurs parties. La douille de raccord ou d'étanchéité 14, 14 ' en plusieurs parties sert à loger deux systèmes d'étanchéité, à savoir le premier système constitué de la bague d'étan- chéité 13 dans la partie inférieure de la douille d'étan- chéité 14 et le second système d'étanchéité, constitué des bagues d'étanchéité 15 et 16. La fig 1 représente la douille de raccord 4 avec capuchon de protection 1 vissé en fonctionnement normal du système Le capuchon de protection 1 est pourvu d'un nipple d'ajustage 17 qui, lors du vissage du capuchon de protection 1, est guidé à travers le second système d'étanchéité de la douille d'étanchéité 14, 14 ' Le diamètre du nipple d'ajustage 17 est inférieur au diamètre intérieur des bagues d'étanchéité 15 et 16, ce qui fait que le second système d'étanchéité est hors service en fonctionnement normal. Le capuchon de protection 1, conçu sous la forme d'un écrou, présente le long de son axe central un alésage 18 à travers lequel est guidé, avec un certain jeu, un boulon 19 à l'extrémité intérieure duquel est formée une rondelle 20 qui, à l'état vissé, est en pression contre l'extrémité supérieure de la douille d'étanchéité 14 ' La rondelle 20 présente, pour former des conduits d'écoulement, des encoches 21 radiales qui se prolongent dans la direction axiale, en 22, le long de la paroi de l'alésage 18. En fonctionnement normal donc, le volume du raccord à soupape n'est pas soumis à la pression au-dessus du corps de soupape 11 Lorsque se produisent dans le circuit hydraulique des pointes de pression qui agissent sur le corps de soupape 11, il n'y a donc pas de force de rappel dans le volume de raccord à soupape cité, ce qui fait qu'il ne peut pas se former d'oscillations Seule la bague d'étanchéité 13 exerce une force de rappel du fait de ses propriétés élastiques Pour réduire cette force de rappel, la douille d'étanchéité 14 se présente sous la forme d'un épaulement d'étanchéité 23 profilé, pour s'adapter à la forme extérieure de la bague d'étan- chéité 13 La bague d'étanchéité 13 se trouve donc dans un siège ajusté, ce qui fait que lorsqu'elle est sollici- tée par le bord d'étanchéité 12 du corps de soupape 11, il ne peut se produire qu'un petit travail de déformation. L'effet de ressort de la bague d'étanchéité 13 et donc la formation d'oscillations s'en trouvent considérablement réduits En même temps, sa durée de vie est accrue. Pour empêcher des vibrations de l'écrou du capuchon de protection 1 et de l'écrou 2 du raccord à vis de mesure, une bague de blocage en rotation 26 élastique est montée dans le détalonnage 24 de la douille de raccord 4 et la découpe 25 de l'écrou 1 ou 2 du raccord à vis de mesure. La bague de blocage de rotation 26 empêche que l'écrou 2, à l'état vissé, ne se détache involontairement de la douille de raccord 4, sous l'effet de vibrations mécaniques. Les fig 3 et 4 représentent un raccord à soupape ou de mesure semblable à celui des fig 1 et 2, dans les positions de fonctionnement correspondantes, le corps de soupape 11 cylindrique étant remplacé par un corps de soupape 27 sphérique et les étanchéités de la bille 27 étant adaptées Le capuchon de protection correspond entièrement au capuchon de protection 1 de la fig 1. Les fig 5 et 6 représentent, dans une vue en coupe transversale, un raccord de mesure qui sert à mesurer la pression et la température La fig 5 représente le raccord de mesure 4 en fonctionnement normal avec capuchon de protection 1 vissé, suivant les fig 1 et 3 et la figure 6 le représente en fonctionnement de mesure, correspondant aux fig 2 et 4 Le raccord de mesure 4 est vissé avec un écrou qui est assemblé avec un tuyau de pression Au tuyau de pression ou tuyau de mesure est intégré un nipple 41 à l'aide duquel le corps de soupape 28 traverse les bagues d'étanchéité 16 et 40 et vient heurter avec son épaulement de butée 33, la pièce d'épau- lement 10 de la douille de raccord 4 Par des fentes 32 appropriées, pratiquées dans la douille de raccord 4 et des fentes 29 dans l'épaulement 36, on assure un écoulement du fluide en fonctionnement de mesure. Dans la partie inférieure de la douille de raccord 4 se trouve un alésage 30 élargi entourant la soupape 28 Un épaulement 38 de la soupape 28 sert de butée contre le bord inférieur 37 de la douille d'étan- chéité inférieure 14 Le ressort de pression 9 est monté dans la chambre de ressort 39. il REVENDICATIONS 1 Raccord à soupape, en particulier raccord de mesure pour circuits de fluide sous hautes pressions de travail, oscillations de pression à hautes fréquences et vibrations mécaniques, pour la mesure de pression ainsi que la mesure associée de pression et de température, constitué d'une douille de raccord dans l'alésage de laquelle est montée une soupape de non-retour soumise à l'action d'un ressort avec un premier système d'étanchéité et un raccord à vis assemblé de manière fixe avec celui-ci, dans lequel le corps de la soupape de non- retour, soumis à l'action d'un ressort, monté dans l'alésage de la douille de raccord, est déplaçable, axialement dans la position ouverte de la soupape, lors du vissage du raccord vissé de mesure, en mode mesure, sous l'effet de son nipple d'insertion à l'encontre de la pression du ressort, et le nipple d'insertion assure dans ce cas l'étanchéité contre un second système d'étanchéité, monté dans une douille d'étanchéité, caractérisé en ce qu'en fonctionnement normal, lorsque le raccord à vis ( 1) est fermement assemblé, il est prévu les moyens ( 17, 21, 22) qui provoquent une réduction de la pression, entre le premier système d'étanchéité ( 13, 14) du corps de soupape ( 11) fermé et le raccord à vis ( 1). 2 Raccord à soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort de pression ( 9) de la soupape est conçu et monté de manière à exercer une pression statique sur le corps de soupape ( 11, 27), aussi bien en mode mesure qu'en fonctionnement normal. 3 Raccord à soupape selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la douille d'étanchéité ( 14, 14 ') en plusieurs parties, montée dans la partie supérieure de la douille de raccord ( 4), est conçue pour loger le premier et le second systèmes d'étanchéité ( 13, 21). 4 Raccord à soupape selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la douille d'étanchéité ( 14, 14 ') comporte un épaulement d'étanchéité ( 23) profilé, pour loger une bague d'étanchéité ( 13) du premier système d'étanchéité, lequel épaulement est adapté à la forme de la bague d'étanchéité ( 13). 5 Raccord à soupape selon la revendication 1 ou l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité ( 13), tournée vers le corps de soupape ( 11), du premier système d'étanchéité, est montée dans une chambre annulaire d'étanchéité, limitée par une nervure annulaire ( 15), celle-ci étant conçue sous la forme d'une butée pour un épaulement d'étanchéité ( 12) du corps de soupape ( 11). 6 Raccord à soupape selon la revendication 1 ou l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de soupape est une bille ( 27) ou un cylindre ( 11) avec épaulement d'étanchéité ( 12). 7 Raccord à soupape selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps de soupape ( 28) cylindrique présente un alésage ( 34) axial avec une surface de fond ( 31) fermée et est prolongé au-delà de l'alésage ( 30) de la douille de raccord ( 4), élargi, tourné vers le circuit de fluide. 8 Raccord à soupape selon la revendication 1 ou l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de soupape ( 11, 28) cylindrique présente un alésage longitudinal ( 34) axial qui, dans la zone de son épaulement d'étanchéité ( 12), se prolonge par un alésage transversal ( 35) radial et forme un conduit d'écoulement pour les fluides. 9 Raccord à soupape selon la revendication 6, caractérisé en ce que le conduit d'écoulement sur le corps de soupape ( 11) cylindrique est formé par une encoche sur son épaulement d'étanchéité ( 12) ou sur l'épaulement de butée de l'alésage ( 5). 10 Raccord à soupape selon la revendication 1 ou l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capuchon de protection ( 1), conçu sous la forme d'un écrouraccord, présente, le long de son axe central, un alésage ( 18) à travers lequel un boulon ( 19) est guidé avec un certain jeu, à l'extrémité intérieure duquel est formée une rondelle ( 20) qui, à l'état vissé, est en pression contre l'extrémité supérieure de la douille d'étanchéité ( 14 ') et en ce que la rondelle ( 20) présente des encoches ( 21) s'étendant radialement, pour former des conduits d'écoulement. 11 Raccord à soupape selon la revendication 1 ou l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rondelle ( 20) présente un nipple ( 17) central et s'étendant axialement dont le rayon est inférieur au rayon intérieur des bagues d'étanchéité ( 15, 16) du second système d'étanchéité. 12 Raccord à soupape selon la revendication 1 ou l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bord de l'alésage ( 18) dans le capuchon de protec- tion ( 1) présente des encoches ( 22) guidées axialement, pour former des conduits d'écoulement.