Brevet FR2805878A1 — publié le 20010907

-1 - DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine de la régulation de l'écoulement de fluides, gazeux ou liquides, dans des conduits, tuyaux, tubes ou analogues, et a pour objet un dispositif de vanne à clapet, ainsi qu'un ensemble de régulation comportant plusieurs tels dispositifs. La présente invention vise essentiellement à proposer un dispositif de vanne pour contrôler un flux dans un conduit ou analogue, de structure simple et facile à réaliser, éventuellement aisé à mettre en place, permettant d'obtenir une bonne étanchéité à l'état fermé et nécessitant un effort limité pour sa manoeuvre. En outre, ledit dispositif de vanne devra présenter une structure robuste permettant de résister notamment aux vibrations et autorisant une implantation dans un environnement volontaire agressif, par exemple sous le capot d'un véhicule automobile. A cet effet, la présente invention propose un dispositif de vanne à clapet pivotant, à corps de clapet sensiblement en forme de disque monté sur un axe support et de commande, pour la régulation de la circulation d'un fluide, notamment liquide, entre une portion de conduit amont et une portion de conduit aval, caractérisé en ce que le corps de clapet est monté de manière centrée sur l'axe, en ce que les deux portions de conduit sont désaxées l'une par rapport à l'autre et en ce que les surfaces internes des décrochements opposés résultant dudit décalage axial ou non-alignement des portions, constituent les surfaces d'appui de deux parties de siège complémentaires pour le corps de clapet, situées de part et d'autre de l'axe portant ledit corps de clapet. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique en élévation latérale et en coupe d'un dispositif à vanne à clapet selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif à vanne à clapet selon un second mode de réalisation de l'invention; -2- la figure 3 est une vue en élévation frontale d'un dispositif à vanne à clapet similaire à celui représenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe selon A-A du dispositif représenté sur la figure 3, et, la figure 5 est une vue en coupe selon B- B du dispositif représenté sur la figure 4. La figure 1 des dessins annexés représente de manière schématique un mode de réalisation d'un dispositif 1 de vanne à clapet pivotant, à corps de clapet 2 sensiblement en forme de disque monté sur un axe support et de commande 3, pour la régulation de la circulation d'un fluide, notamment liquide, entre une portion de conduit amont 4 et une portion de conduit aval 5. Conformément à l'invention, le corps de clapet 2 est monté de manière centrée sur l'axe 3, les deux portions de conduit 4 et 5 sont désaxées l'une par rapport à l'autre et les surfaces internes 7, 7' des décrochements opposés résultant dudit décalage axial ou non-alignement des portions 4 et 5, constituent les surfaces d'appui 7, 7' de deux parties de siège complémentaires 6, 6' pour le corps de clapet 2, situées de part et d'autre de l'axe 3 portant ledit corps de clapet 2. Compte tenu de la nature du décalage mutuel des deux portions de conduit 4 et 5, les décrochements opposés 6 présenteront une largeur ou profondeur maximale au droit du plan contenant les deux axes longitudinaux L et L' et, théoriquement, dans le cas de décrochements à angle droit, une largeur nulle au centre de l'axe support et de commande 3. Dans ces conditions, les surfaces d'appui 7 et 7' des deux parties de siège complémentaires 6 et 6' constituent, respectivement vues en direction amont pour l'une et en direction aval pour l'autre, au moins des parties de croissants de lune opposés, symétriques par rapport à l'axe 3 portant le corps de clapet 2 et dont les extrémités sont dirigées vers ledit axe 3. Selon une variante de réalisation préférée de l'invention, représentée notamment aux figures 1, 2 et 4 des dessins annexés, les deux parties de siège complémentaires 6 et 6' présentent des surfaces internes et d'appui 7, 7' inclinées par rapport à un plan perpendiculaire aux axes longitudinaux L et L' des deux portions de conduit 4 et 5 pour constituer une portion de passage 8 d'épaisseur non nulle reliant lesdites deux portions de conduit 4 et 5 et dont la surface interne assure la continuité et réalise la -3 - liaison entre les surfaces internes des deux portions de conduit 4 et 5 précitées, au moins au niveau des surfaces d'appui 7 et 7' des deux parties de siège complémentaires 6 et 6'. En outre, pour réaliser une fermeture du dispositif 1 de vanne à clapet avec une obturation efficiente du passage, le corps de clapet 2 présente des bords biseautés 9 et 9', avec des pentes opposées de part et d'autre de l'axe support et de commande 3 et avec des angles au sommet des biseaux qui diminuent en s'éloignant dudit axe 3, en partant avec des bords pratiquement perpendiculaires à proximité dudit axe 3, lesdits bords biseautés 9, 9' étant destinés à venir en appui avec coopération de forme et contact intime sur les surfaces internes 7 et 7' des parties de siège respectives 6 et 6' correspondantes. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, non représentée aux dessins annexés, les bords biseautés 9 et 9', et en particulier les surfaces des bords biseautés venant en appui sur les surfaces 7 et 7' des parties de siège 6 et 6', sont revêtus d'une garniture ou d'une couche d'étanchéité. Toutefois, il ne sera pas nécessaire de disposer de telles garnitures ou couches supplémentaires lorsque l'on ne recherche pas une étanchéité de bonne qualité (présence de fuites à la fermeture), étant noté que le contact surfacique bords biseautés 9, 9', surfaces d'appui 7, 7' des portées de siège 6, 6', associé aux chicanes résultant des décrochements, entraîne déjà une bonne étanchéité, même sans disposition spécifique. Pour réduire les problèmes d'étanchéité au niveau des zones de contact entre les parties de siège 6 et 6' et les ouvertures débouchantes internes des paliers opposés 10 de montage et de guidage de l'axe support et de commande 3, le dispositif 1 peut comporter, au moins au niveau de la portion de passage 8, des projections 10' des paliers 10 de l'axe support et de commande 3, protubérantes dans ladite portion de passage 8, délimitant latéralement à ce niveau la section de passage par deux cordes parallèles perpendiculaires à l'axe 3 et réduisant de ce fait les surfaces d'appui 7, 7' des parties de siège complémentaires 6, 6' (voir figures 2, 3 et 5), des flasques d'étanchéité 10" en forme de demi- disques étant rapportés ou formés sur le corps de clapet 2 et venant en application intime contre les faces des bords internes desdites projections 10'. Les flasques 10" couvriront ainsi, de manière étanche, et préférentiellement du côté amont, les projections 10', ces dernières -4présentant avantageusement également un contour extérieur circulaire autorisant leur recouvrement par les flasques 10" dudit corps de clapet 2 sans faire obstacle à la rotation ou au pivotement de ce dernier. Les flasques " consisteront avantageusement en un matériau résilient d'étanchéification, tel que par exemple du caoutchouc, et pourront éventuellement être formés en continu avec les garnitures d'étanchéité des bords biseautés 9, 9' du corps de clapet 2. On obtient ainsi tant une étanchéité continue dans le sens de l'écoulement, qu'une étanchéité radiale au niveau des paliers 10. Conformément à un mode de réalisation avantageux de l'invention, dont une variante est représentée sur la figure 1 des dessins annexés, la portion de passage 8 peut être réalisée sous la forme d'un insert ou d'un élément intermédiaire dans lequel est prémonté l'axe support et de commande 3 avec le corps de clapet 2, ledit insert ou élément intermédiaire étant pourvu d'interfaces 11, 11' de branchement et de raccordement pour une liaison étanche avec les portions de conduit amont 4 et aval 5. En variante, ladite portion de passage 8 peut également constituer un insert mis en place, avant assemblage des deux portions de conduit 4 et 5 l'une avec l'autre, dans un renfoncement ou une rainure ménagée dans l'une des deux portions 4 ou 5, et bloqué en position après assemblage, éventuellement par pincement, dans la zone de jonction desdites deux portions. Dans ce cas, la portion de passage 8 peut être réduite à un simple anneau portant les seules parties de siège 6, 6'. Selon une autre variante de réalisation, l'insert ou l'élément intermédiaire est prolongé, du côté amont ou aval, par un embout de raccordement 12 pour une portion de conduit 4 ou 5, notamment pour un assemblage par emmanchement ou emboîtement avec une telle portion. On notera que les différentes variantes de réalisation de l'invention décrites ci-dessus, sont aisément réalisables par moulage par injection de matières thermoplastiques, peuvent être montées de différentes manières (soudage, vissage, blocage par intégration et pincement, collage) en fonction de sa nature (insert, élément ou pièce de liaison intermédiaire, élément ou pièce rapportée) et de son matériau constitutif, ne nécessitent qu'un effort limité pour l'actionnement du clapet (axe central), permettent de passer de la position ouverte à la position fermée avec une rotation limitée à 45 , n'entraînent qu'une perturbation limitée du flux en position ouverte (bords biseautés = forme aérodynamique) et autorisent l'emploi d'un -5 ressort de rappel de sécurité en position fermée, les parties de siège 6 et 6' formant butées en rotation. L'invention a également pour objet un ensemble de régulation de l'écoulement d'un fluide entre une pluralité de portions de conduit amont et aval communiquant entre eux deux à deux, caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque paire de portions de conduit amont 4 et aval 5, un dispositif à vanne à clapet pivotant 1 tel que décrit ci-dessus, les corps de clapet 2 de ces différents dispositifs 1 étant tous montés sur un même axe support et de commande 3. En fonction des régulations à effectuer, et de leur interdépendance ou indépendance, il pourra être prévu que les corps de clapet 2 présentent des tailles, des formes et/ou des inclinaisons sur l'axe support et de commande 3 différentes. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -6- REVENDICATIONS 1. Dispositif de vanne à clapet pivotant, à corps de clapet sensiblement en forme de disque monté sur un axe support et de commande, pour la régulation de la circulation d'un fluide, notamment liquide, entre une portion de conduit amont et une portion de conduit aval, caractérisé en ce que le corps de clapet (2) est monté de manière centrée sur l'axe (3), en ce que les deux portions de conduit (4 et 5) sont désaxées l'une par rapport à l'autre et en ce que les surfaces internes (7, 7') des décrochements opposés résultant dudit décalage axial ou non-alignement des portions (4 et 5), constituent les surfaces d'appui (7, 7') de deux parties de siège complémentaires (6, 6') pour le corps de clapet (2), situées de part et d'autre de l'axe (3) portant ledit corps de clapet (2). 2. Dispositif de vanne à clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces d'appui (7 et 7') des deux parties de siège complémentaires (6 et 6') constituent, respectivement vues en direction amont pour l'une et en direction aval pour l'autre, au moins des parties de croissants de lune opposés, symétriques par rapport à l'axe (3) portant le corps de clapet (2) et dont les extrémités sont dirigées vers ledit axe (3). 3. Dispositif de vanne à clapet selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux parties de siège complémentaires (6 et 6') présentent des surfaces internes et d'appui (7, 7') inclinées par rapport à un plan perpendiculaire aux axes longitudinaux (L, L') des deux portions de conduit (4 et 5) pour constituer une portion de passage (8) d'épaisseur non nulle reliant lesdites deux portions de conduit (4 et 5) et dont la surface interne assure la continuité et réalise la liaison entre les surfaces internes des deux portions de conduit (4 et 5) précitées, au moins au niveau des surfaces d'appui (7 et 7') des deux parties de siège complémentaires (6 et 6'). 4. Dispositif de vanne à clapet selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de clapet (2) présente des bords biseautés (9 et 9'), avec des pentes opposées de part et d'autre de l'axe support et de commande (3) et avec des angles au sommet des biseaux qui diminuent en s'éloignant dudit axe (3), en partant avec des bords pratiquement perpendiculaires à proximité dudit axe (3), lesdits bords biseautés (9, 9') étant destinés à venir en appui avec coopération de forme et contact intime -7- sur les surfaces internes (7 et 7') des parties de siège respectives (6 et 6') correspondantes. 5. Dispositif de vanne à clapet selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bords biseautés (9 et 9'), et en particulier les surfaces des bords biseautés venant en appui sur les surfaces (7 et 7') des parties de siège (6 et 6'), sont revêtus d'une garniture ou d'une couche d'étanchéité. 6. Dispositif de vanne à clapet selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il présente, au moins au niveau de la portion de passage (8), des projections (10') des paliers (10) de l'axe support et de commande (3), protubérantes dans ladite portion de passage (8), délimitant latéralement à ce niveau la section de passage par deux cordes parallèles perpendiculaires à l'axe (3) et réduisant de ce fait les surfaces d'appui (7, 7') des parties de siège complémentaires (6, 6'), des flasques d'étanchéité (10") en forme de demi-disques étant rapportés ou formés sur le corps du clapet (2) et venant en application intime contre les faces des bords internes desdites projections (10'). 7. Dispositif de vanne selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la portion de passage (8) est réalisée sous la forme d'un insert ou d'un élément intermédiaire dans lequel est prémonté l'axe support et de commande (3) avec le corps de clapet (2), ledit insert ou élément intermédiaire étant pourvu d'interfaces (11, 1 1') de branchement et de raccordement pour une liaison étanche avec les portions de conduit amont (4) et aval (5). 8. Dispositif de vanne à clapet, selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'insert ou l'élément intermédiaire est prolongé, du côté amont ou aval, par un embout de raccordement (12) pour une portion de conduit (4 ou 5), notamment pour un assemblage par emmanchement ou emboîtement avec une telle portion. 9. Ensemble de régulation de l'écoulement d'un fluide entre une pluralité de portions de conduit amont et aval communiquant entre eux deux à deux, caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque paire de portions de conduit amont (4) et aval (5), un dispositif à vanne à clapet (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, les corps de clapet (2) de ces différents dispositifs étant tous montés sur un même axe support et de commande (3). -8- 10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que les corps de clapet (2) présentent des tailles, des formes et/ou des inclinaisons sur l'axe support et de commande (3) différentes.