Brevet FR2735554A1 — publié le 19961220

DESCRIPTION Dispositif de non-retour La présente invention concerne un dispositif de non-retour à installer dans des conduites de liquide, avec un obturateur qui est guidé dans un boîtier et qui peut être déplacé à l'encontre de la direction d'écoulement vers s un siège de soupape pourvu d'un joint d'étanchéité qui présente un bord de fixation entourant extérieur, qui est monté et serré dans une rainure annulaire entre deux parties de boîtier pouvant être axialement assemblées. On connaît un dispositif de non-retour de ce type par le document DE-U 19 48 228. Avec le joint d'étanchéité qui y est utilisé, I'étanchement dans la région de serrage entre les deux parties de boîtier est problématique. Afin d'éviter un passage de liquide dans cette région, des exigences sévères sont imposées aux tolérances dimensionnelles du bord de fixation du joint d'étanchéité ainsi que de la rainure annulaire recevant ce dernier. En cas d'un appariement défavorable de tolérances, il existe d'une part le risque que le bord de fixation soit trop fortement comprimé élastiquement lors de l'assemblage des parties de boîtier, et que s'établissent alors des forces élastiques qui rendent difficile le montage des parties de boîtier, qui sont poussées l'une vers l'autre en direction axiale puis s'assemblent par crantage dans la position finale de montage, ces forces pouvant aussi surcharger l'assemblage par crantage. D'autre part, il existe un risque de fuite en cas de sous-cote du bord de fixation et de surcote de la rainure annulaire. Pour des dispositifs de non-retour, il faut aussi tenir compte du fait que le joint d'étanchéité peut être une pièce moulée par injection de très petite taille, pour laquelle il est difficile de respecter des tolérances dimensionnelles très étroites. Afin de réduire la problématique décrite ci-dessus, on a aussi déjà prévu, dans la région de la rainure annulaire, un jonc d'étanchéité entourant et s'engageant dans la section de la rainure annulaire, par lequel le bord de fixation du joint d'étanchéité est, dans une étroite région, sollicité par une pression superficielle élevée correspondante, de sorte qu'on obtient une action d'étanchement principalement dans cette région. La présente invention a pour but de fournir, pour un dispositif de nonretour du type mentionné en introduction, un agencement du joint d'étanchéité qui soit largement insensible aux tolérances, cela concernant tant le joint d'étanchéité proprement dit qu'également la rainure annulaire destinée à recevoir le bord de fixation du joint d'étanchéité; dans le même temps, il faut aussi que soit augmentée l'étanchéité et donc la fiabilité de fonctionnement. Afin d'atteindre ce but, I'invention propose que la section intérieure de la rainure annulaire soit plus grande que la section du bord de fixation du joint d'étanchéité qui se trouve dans cette rainure, et que le bord de fixation présente un ergot d'étanchéité entourant, s'étendant essentiellement radialement vers l'extérieur, dont le diamètre extérieur à l'état non déformé est, en tenant compte des tolérances existantes, plus grand que le rayon intérieur de la rainure annulaire. o10 Grâce à cette configuration du joint d'étanchéité et de la rainure annulaire, les tolérances existantes ne jouent pratiquement plus aucun rôle, car il existe à l'intérieur de la rainure annulaire suffisamment d'espace libre dans lequel le bord de fixation du joint d'étanchéité peut s'affaisser même en cas de surcote. Le diamètre extérieur du bord de fixation à l'état non déformé est dimensionné de telle sorte que, même en cas de sous-cote maximale, il est encore supérieur au diamètre intérieur libre de la rainure annulaire. Cette dimension de dépassement n'est pas critique ici, attendu qu'il existe dans la rainure annulaire suffisamment d'espace d'affaissement. Grâce à cette adaptation dimensionnelle, le bord extérieur du bord de fixation s'applique sous précontrainte élastique contre le fond de la rainure et y assure un étanchement fiable. Une configuration supplémentaire avantageuse de l'invention prévoit que l'ergot d'étanchéité s'applique contre la paroi de la rainure annulaire qui est située du côté du flux entrant, et l'espace libre qui se raccorde à l'ergot d'étanchéité du côté du flux sortant sert de chambre de refoulement pour recevoir une partie de l'ergot d'étanchéité qui y est refoulé lors du montage des parties de boîtier, et que la paroi de délimitation extérieure, formant le fond de la rainure, appartient à la partie de boîtier située du côté du flux entrant. De la sorte, l'ergot d'étanchéité extérieur est, pendant lI'assemblage des deux parties de boîtier, déformé élastiquement en direction axiale vers la chambre de refoulement, et donc pressé sous précontrainte contre la paroi intérieure de la rainure annulaire (fond de la rainure). Si, lorsque l'obturateur est fermé, une pression de reflux s'établit du côté du flux sortant, pression qui règne également dans la chambre de refoulement de la rainure annulaire, I'ergot d'étanchéité déformé à l'intérieur de la chambre de refoulement est alors sollicité sur le côté arrière, de l'intérieur, par cette pression de liquide, de sorte que se règle une pression d'application renforcée, fonction de la pression de reflux, de l'ergot d'étanchéité contre la face d'étanchéité du boîtier (fond de la rainure). On obtient donc un étanchement qui se renforce de lui-même en fonction de la pression. Cela est encore plus favorisé si l'ergot d'étanchéité présente sur le côté intérieur, au moins en position de montage, un espace creux voisin de son point radialement extérieur d'application et d'étanchéité et accessible au liquide provenant du côté de pression de reflux. Cela peut être obtenu par un préformage correspondant de l'ergot d'étanchéité ou encore du joint d'étanchéité dans la région extérieure du bord de fixation, de sorte que l'accessibilité pour le liquide refoulé, laquelle est nécessaire pour l'étanchement se renforçant de lui-même, est présente sur le côté arrière et sur le côté intérieur du point d'étanchéité et d'application de l'ergot d'étanchéité contre le boîtier. Selon des configurations supplémentaires de l'invention: le joint d'étanchéité est respectivement conçu comme joint à lèvre tant radialement vers l'intérieur pour l'étanchement vis-à-vis de l'obturateur que radialement vers l'extérieur pour l'étanchement vis-à- vis du boîtier. Le joint d'étanchéité présente, à distance radiale de l'extrémité extérieure de l'ergot d'étanchéité, une nervure de soutien orientée essentiellement axialement et dirigée dans la direction d'écoulement, pour s'appuyer sur la partie de boîtier située du côté du flux sortant. Enfin, la partie de boîtier située du côté du flux sortant porte, radialement à l'intérieur, une nervure de centrage entourante dépassant axialement dans la rainure annulaire, nervure qui s'applique contre le côté intérieur de la nervure de soutien du joint d'étanchéité pour la fixation en position de ce dernier. L'invention et ses principales particularités vont être maintenant décrites plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une représentation en coupe longitudinale du dispositif de non-retour avec un obturateur représenté dans des positions différentes sur les deux moitiés de la figure, la figure 2 est une vue de côté du joint d'étanchéité pour l'obturateur qui est installé dans le dispositif de non-retour, la figure 3 est une vue en coupe transversale de la région de bord du joint d'étanchéité représenté sur la figure 2, et la figure 4 est une représentation en coupe agrandie du joint d'étanchéité serré entre des parties de boîtier. Un dispositif de non-retour 1, représenté sur la figure 1, est destiné à être installé dans des conduites de liquide, par exemple dans des conduites d'alimentation, lorsqu'il y a un risque qu'en cas de chute de pression ou de manque de pression dans le réseau d'alimentation, du liquide puisse retourner dans le réseau d'alimentation, à l'encontre de la direction d'écoulement du réseau d'alimentation. Io Le dispositif de non-retour 1 présente, à l'intérieur de son boîtier 2, un obturateur 3 sollicité par une force élastique dans la direction de fermeture. Cet obturateur est représenté en position fermée sur la moitié de gauche de la figure 1, et en position ouverte sur la moitié de droite. En position fermée, I'obturateur 3 s'applique contre un joint d'étanchéité 4. Ce joint d'étanchéité 4 présente, radialement sur le côté intérieur, une lèvre d'étanchéité pour l'étanchement vis-à-vis de l'obturateur 3, ainsi qu'un bord de fixation extérieur 6 qui est serré entre deux parties de boîtier. La direction d'écoulement du liquide est indiquée par la flèche Pfl. La partie de boîtier 7 de guidage, disposée du côté du flux sortant, et la partie de boîtier 8 en calotte annulaire, située du côté du flux entrant, sont réunies par emboîtement axial lors du montage et s'assemblent alors, dans la position finale de montage, à l'aide d'un assemblage par crantage 9. Une rainure annulaire 10 (voir aussi la figure 4) est formée entre les deux parties de boîtier 7, 8, rainure dans laquelle est maintenu le bord de fixation 6 du joint d'étanchéité 4. La figure 4 montre particulièrement clairement que la rainure annulaire 10 est délimitée d'un côté par une paroi latérale radiale 11 ainsi que par une paroi de délimitation 12 de la partie de boîtier 8 en calotte annulaire qui est orientée axialement et forme le fond de la rainure annulaire , et par une paroi latérale 13 de la partie de boîtier 7 de guidage qui est orientée radialement et est distante de la paroi latérale 11. Le bord de fixation 6 du joint d'étanchéité 4, qui se trouve à l'intérieur de la rainure annulaire 10, ne remplit que partiellement la section de la rainure annulaire 10, de sorte qu'un espace libre est présent, qui est conçu comme chambre de refoulement 14 pour recevoir une partie du bord de fixation 6 qui y est refoulé lors du montage des parties de boîtier 7 et 8. Le bord de fixation 6 présente un ergot d'étanchéité entourant 15 qui, a l'état non déformé, s'étend approximativement radialement vers l'extérieur (figures 2 et 3). Cet ergot d'étanchéité 15 est représenté sur la figure 4 par une ligne discontinue dans la position non déformée qui est également visible sur les figures 2 et 3. Si maintenant, lors du montage, la partie de boîtier 8 en calotte annulaire est assemblée à la partie de boîtier 7 de guidage en les posant l'une sur l'autre en direction axiale, le joint d'étanchéité 4 posé sur la partie de boîtier 7 de guidage va alors, par son ergot d'étanchéité 15, se déformer élastiquement conformément à la ligne continue de la figure 4, et s'appliquer en étanchéité contre la paroi de délimitation extérieure 12. Etant donné que la chambre de refoulement 14 fait suite dans la direction de déformation, des tolérances dimensionnelles du diamètre extérieur de l'ergot d'étanchéité 15, mais aussi des dimensions de la rainure annulaire 10, n'ont pas de conséquences défavorables. Des dimensions différentes de l'ergot d'étanchéité aboutissent seulement à un engagement plus ou moins profond de l'extrémité libre de l'ergot d'étanchéité dans la chambre de refoulement 14, sans que l'action d'étanchement en soi modifiée. Sur la figure 4, on a représenté par des points la situation en cas de surcote et par un trait mixte la situation en cas de sous-cote de l'ergot d'étanchéité 15. La déformation de l'ergot d'étanchéité 15 lors du montage des parties de boîtier 7 et 8 produit sur le côté arrière du point d'étanchéité 16, entre l'ergot d'étanchéité 15 et la paroi de délimitation 12, un espace creux 17 par lequel, avec la pression de reflux qui s'établit à l'intérieur de la chambre de refoulement 14, on obtient une composante de force de sollicitation en direction du point d'étanchéité 16 et donc un étanchement qui se renforce de lui-même en fonction de la pression. Lors du montage du dispositif de non-retour, le joint d'étanchéité 4 est posé sur la paroi latérale frontale 13 de la partie de boîtier 7 de guidage. En vue d'un positionnement en position correcte et comme aide pour le montage, le joint d'étanchéité 4 présente une nervure de soutien 18 orientée approximativement dans la direction d'écoulement, qui repose par son extrémité libre sur la paroi latérale 13. L'ergot d'étanchéité 15 se trouve ainsi à une distance correspondante de cette paroi latérale 13 et peut ensuite, lors de la pose de la partie de boîtier 8 en calotte annulaire, être recourbé par la paroi de délimitation 12 de cette dernière en direction de la paroi latérale 13 de la partie de boîtier 7. En vue du positionnement radialement exact du joint d'étanchéité 4 dans la position de préassemblage, une nervure de centrage entourante 19, orientée approximativement axialement, est prévue radialement sur le côté intérieur en raccordement à la paroi latérale 13 de la partie de boîtier 7 de guidage. Le côté extérieur de cette nervure 19 s'applique contre le côté intérieur de la nervure de soutien 18, de sorte que le joint d'étanchéité 4 est fixe en position radiale. l0 Un tronçon partiel de la paroi de l'ergot d'étanchéité 15 située du côté du flux entrant, et de son prolongement de paroi 20 qui se raccorde radialement vers l'intérieur, s'applique en position de montage contre la paroi latérale 11 de la partie de boîtier 8 en calotte annulaire, de sorte que le bord de fixation 6 du joint d'étanchéité est fixé en direction axiale, d'un côté par s 5 application du prolongement de paroi 20 contre la paroi latérale 11, et de l'autre côté par application de la nervure de soutien 18 contre la paroi latérale opposée 13. Lors de la fabrication du joint d'étanchéité 4, il s'est avéré avantageux que, concernant le moule prévu pour le joint d'étanchéité, le plan de séparation du moule d'injection puisse s'étendre, en direction radiale, centralement à travers l'ergot d'étanchéité 15 non déformé, ce qui permet un démoulage sans problèmes. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de non-retour à installer dans des conduites de liquide, avec un obturateur qui est guidé dans un boîtier et qui peut être déplacé à l'encontre de la direction d'écoulement vers un siège de soupape pourvu d'un joint d'étanchéité qui présente un bord de fixation entourant extérieur, qui est monté dans une rainure annulaire entre deux parties de boitier pouvant être axialement assemblées et qui est serré dans cette rainure, caractérisé en ce que la section intérieure de la rainure annulaire (10) est plus grande que la section du bord de fixation (6) du joint d'étanchéité (4) qui se I0 trouve dans cette rainure, et en ce que le bord de fixation présente un ergot d'étanchéité entourant (15), s'étendant essentiellement radialement vers l'extérieur, dont le diamètre extérieur à l'état non déformé est, en tenant compte des tolérances maximales existantes, plus grand que le rayon intérieur de la rainure annulaire (10). 2.- Dispositif de non-retour selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ergot d'étanchéité (15) s'applique contre la paroi de la rainure annulaire (10) qui est située du côté du flux entrant, et l'espace libre qui se raccorde à l'ergot d'étanchéité (15) du côté du flux sortant sert de chambre de refoulement pour recevoir une partie de l'ergot d'étanchéité (15) qui y est refoulé lors du montage des parties de boîtier (7, 8), et en ce que la paroi de délimitation extérieure, formant le fond (12) de la rainure, appartient à la partie de boîtier (8) située du côté du flux entrant. 3.- Dispositif de non-retour selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que l'ergot d'étanchéité (15) présente sur le côté intérieur, au moins en position de montage, un espace creux (17) voisin de son point radialement extérieur d'application et d'étanchéité (16) et accessible au liquide provenant du côté de pression de reflux. 4.- Dispositif de non-retour selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (4) est respectivement conçu comme joint à lèvre tant radialement vers l'intérieur pour l'étanchement vis-à-vis de l'obturateur (3) que radialement vers l'extérieur pour l'étanchement vis-à-vis du boîtier (2). 5.- Dispositif de non-retour selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (4) présente, à distance radiale de l'extrémité extérieure de l'ergot d'étanchéité (15), une nervure de soutien (18) orientée essentiellement axialement et dirigée dans la direction d'écoulement, pour s'appuyer sur la partie de boîtier (7) située du côté du flux sortant. 6.- Dispositif de non-retour selon une des revendications 1 a 5, caractérisé en ce que la partie de boîtier (7) située du côté du flux sortant porte, radialement à l'intérieur, une nervure de centrage entourante (19) dépassant axialement dans la rainure annulaire (10), nervure qui s'applique contre le côté intérieur de la nervure de soutien (18) du joint d'étanchéité (4) pour la fixation en position de ce dernier.