Brevet FR2777626A1 — publié le 19991022

A Vanne à clapets et membrane gonflable L'invention concerne une vanne à double clapet. La demanderesse a créé une vanne à clapets comprenant un corps comportant une chambre communiquant avec deux conduits latéraux. Deux clapets superposés sont mobiles dans ladite chambre suivant un axe commun perpendiculaire aux deux conduits latéraux. La partie inférieure de la chambre comporte un premier siège pour le clapet supérieur et un deuxième siège disposé à une certaine distance sous le premier siège, pour le clapet inférieur. Le corps de la vanne comporte une deuxième chambre disposée sous les deux sièges précités dans laquelle débouche un troisième conduit. Les clapets sont portés chacun par un balancier mobile entre une position dans laquelle le clapet prend appui de façon étanche sur le siège correspondant et une position dans laquelle le clapet est espacé dudit siège. Par ailleurs, le balancier du clapet inférieur comporte un canal interne qui débouche dans un espace compris entre les deux clapets. Les deux clapets peuvent être déplacés indépendamment l'un de l'autre, en réalisant pour chacun d'eux un battement, lors du nettoyage de la vanne. Le canal interne ménagé dans le balancier du clapet inférieur permet d'évacuer le liquide de nettoyage vers un collecteur. La vanne à clapets ci-dessus présente l'inconvénient suivant: Lorsque les deux clapets sont en position de fermeture en appui sur leur siège, il existe entre les deux sièges, un espace qui communique avec le canal ménagé dans le balancier du clapet inférieur. Lors de l'ouverture des clapets, l'espace ci- dessus disparaît. Cependant, pendant un instant très court et avant que les clapets n'atteignent leur position d'ouverture complète, l'espace compris entre les deux clapets est mis en communication avec le canal précité. Il en résulte ainsi une fuite du liquide traversant la vanne par le canal ci-dessus. Le but de la présente invention est de remédier à l'inconvénient cidessus, en équipant la vanne d'un moyen permettant d'éviter toute fuite de liquide par le canal précité, lors du déplacement des clapets de leur position de fermeture vers leur position d'ouverture. Suivant l'invention, cette vanne à clapets est caractérisée en ce que l'espace compris entre les deux clapets comprend une membrane en matière élastique fermant une chambre dans laquelle débouche une arrivée d'air sous pression, de telle sorte que la membrane puisse gonfler et s'appliquer de façon étanche sur le clapet inférieur pour obturer de façon étanche l'entrée dudit canal. Ainsi, pour éviter toute fuite de liquide lors du déplacement des clapets vers la position d'ouverture, il suffit d'injecter de l'air sous pression dans la chambre comprise entre les deux clapets pour faire gonfler la membrane et réaliser l'étanchéité recherchée. Selon une version avantageuse de l'invention, ladite chambre fermée par la membrane élastique est ménagée dans la surface inférieure du clapet supérieur, au moins l'une des extrémités de la membrane étant fixée au clapet supérieur. Selon une première version de l'invention, les deux extrémités de la membrane sont fixées au clapet supérieur. Selon une autre version de l'invention, l'une des extrémités de la membrane est fixée au balancier du clapet inférieur près de la surface supérieure de celui- ci. De préférence, l'arrivée d'air sous pression qui débouche dans ladite chambre fermée par la membrane est reliée à un canal axial ménagé dans le balancier du clapet inférieur. De préférence également, les clapets sont maintenus en position fermée en appui sur leur siège correspondant par des ressorts prenant appui sur les extrémités supérieures des balanciers desdits clapets, l'extrémité supérieure du balancier du clapet inférieur portant un piston mobile dans une chambre cylindrique, une arrivée d'air sous pression étant prévue dans un espace situé sous le piston pour déplacer celui-ci vers la position d'ouverture des clapets. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci- apres. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une vanne à clapets selon l'invention équipée d'une première version de la membrane gonflable, - la figure 2 est une vue en coupe axiale partielle, montrant une deuxième version de la membrane gonflable, - la figure 3 est une vue en coupe axiale partielle, montrant une troisième version de la membrane gonflable, - la figure 4 est une vue en coupe axiale partielle, montrant une quatrième version de la membrane gonflable, - la figure 5 est une vue en coupe partielle, montrant une cinquième version de la membrane gonflable, - la figure 6 est une vue en coupe partielle d'une version de la vanne à clapets selon l'invention équipée d'une membrane élastique sollicitée par un piston Dans la réalisation de la figure 1, la vanne à clapets comprend un corps 1 comportant une chambre 2 communiquant avec deux conduits latéraux 3. Deux clapets superposés 4, 5 sont mobiles dans la chambre 2 suivant un axe commun X-X' perpendiculaire aux deux conduits latéraux 3. La partie inférieure de la chambre 2 comporte un premier siège 6 pour le clapet supérieur 4 et un deuxième siège 7 disposé à une certaine distance du premier siège 6, pour le clapet inférieur 5. Par ailleurs, le corps 1 de la vanne comporte une deuxième chambre 8 disposée sous les deux sièges 6, 7 précités dans laquelle débouche un troisième conduit 9. Les clapets 4, 5 sont portés chacun par un balancier 10, 11 mobile entre une position dans laquelle le clapet 4, 5 prend appui de façon étanche sur le siège 6, 7 correspondant (voir partie gauche de la figure 1) et une position dans laquelle le clapet est espacé dudit siège (voir partie droite de la figure 1). La figure 1 montre d'autre part que le balancier 11 du clapet inférieur 5 comporte un canal interne 12 qui débouche dans un espace 13 compris entre les deux clapets 4, 5. Conformément à l'invention, l'espace 13 compris entre les deux clapets 4, 5 comprend une membrane 14 en matière élastique fermant une chambre 15 dans laquelle débouche une arrivée 16 d'air sous pression, de telle sorte que la membrane 14 puisse gonfler et s'appliquer de façon étanche sur le clapet inférieur 5 pour obturer de façon étanche l'entrée du canal 12, comme indiqué sur la partie droite de la figure 1. On voit également sur la figure 1 que la chambre fermée par la membrane élastique 14 est ménagée dans la surface inférieure du clapet supérieur 4 et que l'une des extrémités de la membrane 14 est fixée au clapet supérieur 4. Par ailleurs, les deux extrémités de la membrane 14 portent des talons 17, 18 encastrés dans des gorges 19, 20. Dans l'exemple des figures 1 et 2, les deux extrémités de la membrane 14, 14a sont fixées au clapet supérieur 4. Dans l'exemple de la figure 1, l'un 18 des talons de la membrane 14 forme un joint d'étanchéité entre le balancier 10 du clapet supérieur 4 et le balancier 11 du clapet inférieur 5. Dans les exemples des figures 3, 4, 5, l'une des extrémités de la membrane 14b, 14c, 14d est fixée au balancier 11 du clapet inférieur 5 près de la surface supérieure de celui-ci. Dans l'exemple de la figure 4, la membrane 14c comporte un bourrelet 21 prenant appui sur la surface supérieure du clapet inférieur 5 lorsque la membrane 14c est gonflée par l'air sous pression. Dans l'exemple de la figure 5, le bourrelet 22 est adapté pour venir s'insérer de façon étanche entre le bord inférieur 4a du clapet supérieur 4 et le bord supérieur du clapet inférieur 5 lorsque la membrane 14d est gonflée par l'air sous pression. La figure 1 montre, d'autre part, que l'arrivée d'air sous pression 16 qui débouche dans la chambre 15 fermée par la membrane 14 est reliée à un canal axial 16a ménagé dans le balancier 11 du clapet inférieur 5. Par ailleurs, les clapets 4, 5 sont maintenus en position fermée en appui sur leur siège correspondant 6, 7 par des ressorts 23, 24 prenant appui sur les extrémités supérieures des balanciers 10, I1l des clapets 4, 5. L'extrémité supérieure du balancier 11 du clapet inférieur porte un piston 25 mobile dans une chambre cylindrique 26. Une arrivée d'air sous pression 27 est prévue dans un espace 28 situé sous le piston 25 pour déplacer celui-ci vers la position d'ouverture des clapets 4, 5. On voit également sur la figure 1, que le canal axial 16a ménagé dans le balancier 11 du clapet inférieur 5 débouche à l'extrémité supérieure de ce balancier dans l'espace 28 dans lequel débouche l'arrivée d'air sous pression 27. Ainsi, lorsque l'air sous pression commande le déplacement du piston 25 vers la position d'ouverture des clapets 4, 5, l'air sous pression pénètre dans le canal 16a, puis dans la chambre 15 et gonfle la membrane 14. On va maintenant expliquer le fonctionnement de la vanne à clapets que l'on vient de décrire. Pour commander l'ouverture des clapets 4, 5, on injecte de l'air sous pression par l'ouverture 25 qui débouche dans l'espace 28. L'air sous pression déplace le piston 25 contre l'action du ressort 23. Le déplacement du piston 25 entraîne le balancier 11 du clapet inférieur 5. Sous l'effet du ressort 24, le balancier 10 et le clapet correspondant 4 suivent le déplacement du balancier 11 et du clapet 5. L'air sous pression injecté dans l'espace 28 pénètre dans le canal radial 16b, puis dans le canal 16a qui débouche dans la chambre 15 grâce au conduit 16. L'air sous pression en remplissant la chambre 15 provoque le gonflement de la membrane 14 qui de ce fait s'appuie de façon étanche sur la surface supérieure du clapet inférieur 5. Ainsi, aucune fuite de produit ne peut avoir lieu par le canal 12, lors du déplacement des clapets 4, vers leur position d'ouverture. Pour nettoyer les joints des clapets 4, 5, il est possible de réaliser un battement de ces clapets sur leur siège 6, 7. Ainsi pour réaliser le battement du clapet inférieur 5, il suffit d'insuffler de l'air sous pression dans l'ouverture 29, ce qui provoque le déplacement du piston 30 qui entraîne le balancier 11 du clapet 5. De même, pour réaliser le battement du clapet supérieur 4, il suffit d'insuffler de l'air sous pression dans l'ouverture 31, ce qui provoque le déplacement du piston 32 qui entraîne le balancier 10 du clapet 4. Dans la réalisation de la figure 6, la chambre 32 est fermée par une membrane élastique 16e. A l'intérieur de cette chambre 32 est logé de façon coulissante un piston 33 dont une extrémité 34 est en contact avec la membrane élastique 16e. L'arrivée d'air sous pression 35 débouche à l'extrémité de la chambre 32 opposée à la membrane 16e. Comme montré par la figure 6, le piston 33 a une section sensiblement en U, la base 34 en U étant en contact avec la membrane 14e par une surface arrondie qui est sphérique dans l'exemple représenté. Le piston 33 est de préférence en polytétrafluoréthylène. Le fonctionnement de la vanne à clapets selon la figure 6 est identique à celle selon la figure 1. Lors de l'ouverture des clapets 4, 5, de l'air sous pression arrive dans la chambre 32. Toutefois, l'air sous pression, au lieu d'agir directement sur la membrane 14e, commande le déplacement du piston 33 qui de ce fait déforme la membrane 14e en la poussant vers le clapet 5. Du fait de sa forme, le piston 33 agit comme un multiplicateur de pression, pour solliciter la membrane 14e sous une pression supérieure à celle existant dans la chambre 32 en l'absence du piston 33. Il en résulte une amélioration de l'étanchéité entre les clapets 4 et 5. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Vanne à clapets comprenant un corps (1) comportant une chambre (2) communiquant avec deux conduits latéraux (3), deux clapets (4, 5) superposés étant mobiles dans ladite chambre (2) suivant un axe commun (X-X') perpendiculaire aux deux conduits latéraux (3), la partie inférieure de la chambre (2) comportant un premier siège (6) pour le clapet supérieur (4) et un deuxième siège (7) disposé à une certaine distance du premier siège (6), pour le clapet inférieur (5), le corps (1) de la vanne comportant une deuxième chambre (8) disposée sous les deux sièges (4, 5) précités dans laquelle débouche un troisième conduit (9), les clapets (4, 5) étant portés chacun par un balancier (10, 11) mobile entre une position dans laquelle le clapet (4, 5) prend appui de façon étanche sur le siège correspondant (6, 7) et une position dans laquelle le clapet (4, 5) est espacé dudit siège (6, 7), le balancier (11) du clapet inférieur (5) comportant un canal interne (12) qui débouche dans un espace (13) compris entre les deux clapets (4, 5) la vanne étant caractérisée en ce que l'espace (13) compris entre les deux clapets (4, 5) comprend une membrane (14, 14a, 14b, 14c,14d) en matière élastique fermant une chambre (15) dans laquelle débouche une arrivée (16) d'air sous pression, de telle sorte que la membrane (14, 14a, 14b, 14c, 14d) puisse gonfler et s'appliquer de façon étanche sur le clapet inférieur (5) pour obturer de façon étanche l'entrée dudit canal (12). 2. Vanne conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que ladite chambre (15) fermée par la membrane élastique (14, 14a, 14b, 14c, 14d) est ménagée dans la surface inférieure du clapet supérieur (4), au moins l'une des extrémités de la membrane (14, 14a, 14b, 14c, 14d) étant fixée au clapet supérieur (4). 3. Vanne conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que les deux extrémités de la membrane (14, 14a, 14b, 14c, 14d) portent des talons (17, 18) encastrés dans des gorges (19, 20). 4. Vanne conforme à l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les deux extrémités de la membrane (14, 14a) sont fixées au clapet supérieur (4). 5. Vanne conforme à l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que l'un (18) des talons de la membrane (14) forme un joint d'étanchéité entre le balancier (10) du clapet supérieur (4) et le balancier (11) du clapet inférieur (5). 6. Vanne conforme à l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que l'une des extrémités de la membrane (14b, 14c, 14d) est fixée au balancier (11) du clapet inférieur (5) près de la surface supérieure de celui-ci. 7. Vanne conforme à la revendication 6, caractérisée en ce que la membrane (14c, 14d) comporte un bourrelet (21, 22) prenant appui sur la surface supérieure du clapet inférieur (5) lorsque la membrane (14c, 14d) est gonflée par l'air sous pression 8. Vanne conforme à la revendication 7, caractérisée en ce que le bourrelet (22) est adapté pour venir s'insérer de façon étanche entre le bord inférieur (4a) du clapet supérieur (4) et le bord supérieur du clapet inférieur (5) lorsque la membrane (14d) est gonflée par l'air sous pression. 9. Vanne conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'arrivée d'air sous pression (16) qui débouche dans ladite pression (16) qui débouche dans ladite chambre (15) fermée par la membrane (14, 14a, 14b, 14c, 14d) est reliée à un canal axial (16a) ménagé dans le balancier (11) du clapet inférieur (5). 10. Vanne conforme à la revendication 9, caractérisée en ce que les clapets (4, 5) sont maintenus 1! en position fermée en appui sur leur siège correspondant (6, 7) par des ressorts (23, 24) prenant appui sur les extrémités supérieures des balanciers (10, 11) desdits clapets, l'extrémité supérieure du balancier (11) du clapet inférieur (5) portant un piston (25) mobile dans une chambre cylindrique (26), une arrivée (27) d'air sous pression étant prévue dans un espace (28) situé sous le piston (25) pour déplacer celui-ci vers la position d'ouverture des clapets (4, 5). 11. Vanne conforme à la revendication 10, caractérisée en ce que le canal axial (16a) ménagé dans le balancier (11) du clapet inférieur (5) débouche à l'extrémité supérieure de ce balancier dans l'espace (28) dans lequel débouche l'arrivée d'air sous pression (27), de telle sorte que lorsque l'air sous pression commande le déplacement du piston (25) vers la position d'ouverture des clapets (4, 5) l'air sous pression pénètre dans ledit canal (16a), puis dans ladite chambre (15) et gonfle ladite membrane (14, 14a, 14b, 14c, 14d). 12. Vanne conforme à l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'à l'intérieur de la chambre est logé de façon coulissante un piston dont une extrémité est en contact avec la membrane élastique, l'arrivée d'air sous pression débouchant à l'extrémité de la chambre opposée à ladite membrane. 13. Vanne conforme à la revendication 12, caractérisée en ce que le piston a une section sensiblement en U, la base du U étant en contact avec ladite membrane. 14. Vanne conforme à l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que l'extrémité du piston en contact avec la membrane, est arrondie. 15. Vanne conforme à l'une des revendications 12 à 14, caractérisée en ce que le piston est en polytétrafluoréthylène.