Brevet FR3162494A1 — publié le 20251128

Vanne (1) anti-retour comprenant : un corps (10) définissant un canal d’écoulement (C E ) de fluide (F) et délimitant intérieurement un siège de soupape (11) ; et une soupape (20) montée mobile en translation dans le canal d’écoulement entre une position ouverte dans laquelle la soupape est en retrait du siège de soupape, et une position fermée dans laquelle la soupape est en contact étanche avec le siège de soupape, la soupape comprenant une tête de soupape et une tige (22) qui s’étend en saillie axiale de la tête de soupape et est montée à coulissement dans un tube de guidage (14), caractérisé en ce que le tube de guidage comprend une première et une deuxième extrémités délimitant respectivement avec la tige une première et une deuxième chambres (CH 1 , CH 2 ) d’amortissement ayant des volumes variables et étant en communication fluidique avec le canal d’écoulement via respectivement un premier et un deuxième canal fluidiques (C 1 , C 2 ) agencés pour amortir tout déplacement de la soupape. FIGURE DE L’ABREGE : Fig.1 Vanne anti-retour La présente invention est relative aux vannes pour circuit parcourus par des fluides, en particulier des fluides gazeux, et concerne plus particulièrement les vannes anti-retours ou de régulation de flux. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION De façon connue en soi, une vanne anti-retour, appelée aussi « check valve » impose un sens de d’écoulement aux fluides qui la traverse et sont utilisés pour empêcher le retour d’un fluide à l’intérieur d’un système. Une vanne anti-retour comprend généralement : un corps définissant un canal d’écoulement de fluide entre un port d’entrée et un port de sortie du corps ; et une soupape montée mobile en translation dans un guide agencé à l’intérieur du corps, entre une position ouverte dans laquelle la soupape autorise l’écoulement du fluide, et une position fermée dans laquelle ladite soupape empêche l’écoulement du fluide et vers laquelle la soupape est rappelé par un ressort. Si la pression dans le système dépasse la raideur du ressort, la soupape se déplace de la position fermée vers la position ouverte jusqu’à rejoindre une position de fonctionnement et permet l’écoulement de fluide. Si la pression dans le système repasse ensuite en dessous de la raideur du ressort ou si le sens de l’écoulement change, la soupape rejoint automatiquement la position fermée et ne laisse pas passer le fluide. Le débit et la pression du fluide ne sont généralement pas parfaitement constants et connaissent de légères variations entraînant, en service, de légères oscillations de la soupape autour de la position de fonctionnement. Or, ces oscillations peuvent présenter des amplitudes si élevées que la soupape vient heurter à maintes reprises son guide et provoquer la casse de ce dernier. OBJET DE L’INVENTION L’invention a pour but de proposer une vanne anti-retour permettant d’obvier au moins en partie aux inconvénients précités. A cet effet, on propose une vanne anti-retour comprenant : un corps qui définit un canal d’écoulement de fluide entre une première extrémité et une deuxième extrémité du corps et qui comprend une surface interne délimitant un siège de soupape ; et une soupape montée mobile en translation dans le canal d’écoulement du corps entre une position ouverte dans laquelle la soupape est en retrait du siège de soupape, et une position fermée dans laquelle la soupape est en contact étanche avec le siège de soupape et vers laquelle la soupape est rappelée par un organe de rappel élastique. La soupape comprend une tête de soupape et une tige qui s’étend en saillie axiale de la tête de soupape et qui est montée à coulissement dans un tube de guidage relié au corps en délimitant des passages de fluide. Selon l’invention, le tube de guidage comprend une première extrémité et, à l’opposé, une deuxième extrémité délimitant respectivement avec la tige une première chambre d’amortissement et une deuxième chambre d’amortissement ayant des volumes variant en fonction de la position de la soupape. La première chambre et la deuxième chambre sont en communication fluidique avec le canal d’écoulement via respectivement un premier canal fluidique et un deuxième canal fluidique agencés pour à amortir tout déplacement de la soupape autour d’une position de fonctionnement agencée entre la position fermée et la position ouverte. La première chambre et la chambre ont pour effet de limiter l’amplitude des oscillations de la soupape autour de sa position de fonctionnement et donc de limiter les chocs entre la soupape et le tube de guidage. L’usure de la tige et le risque de casse du tube de guidage ou de ses liaisons avec le corps s’en trouvent ainsi limités. Selon une caractéristique particulière, la soupape comprend une jupe annulaire s’étendant en saillie axiale de la tête de soupape et autour de la première extrémité du tube de guidage pour délimiter la première chambre. De manière particulière, la première extrémité du tube de guidage et la jupe forment le premier canal fluidique. Selon une autre caractéristique particulière, la deuxième extrémité du tube de guidage comprend un fond délimitant la deuxième chambre. De manière particulière, le fond du tube de guidage comprend un trou formant le deuxième canal fluidique. Selon une autre caractéristique particulière, le tube de guidage est relié au corps par des ailettes s’étendant en saillie radiale dudit tube de guidage. Selon une autre caractéristique particulière, le corps est de forme globalement tubulaire et s’étend selon l’axe de translation de la soupape. Selon une autre caractéristique particulière, la tête de soupape comprend un pourtour externe délimitant une gorge annulaire dans laquelle est reçu un joint d’étanchéité agencé pour assurer un contact étanche entre la tête de soupape et le siège de soupape lorsque la soupape est en position fermée. L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles : FIG. 1 la FIG. 1 est une vue en coupe axiale d’une vanne anti-retour selon un mode de réalisation particulier de l’invention, dans laquelle la soupape est en position fermée ; FIG. 2 la FIG. 2 est une vue identique à la FIG. 1 dans laquelle la soupape est en position ouverte. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence à la FIG. 1 , une vanne 1 anti-retour, selon un mode de réalisation particulier de l’invention, comprend : un corps 10, globalement tubulaire, qui s’étend selon un axe X pour définir un canal d’écoulement C E de fluide et qui a une surface interne définissant un siège de soupape 11 ; et une soupape 20 montée mobile axialement dans le corps 10 entre une position ouverte dans laquelle la soupape 20 est en retrait du siège de soupape 11 ( FIG. 2 ), et une position fermée dans laquelle la soupape 20 est en contact étanche avec le siège de soupape 11 ( FIG. 1 ) et vers laquelle la soupape 20 est rappelée par un ressort 30hélicoïdal. Le corps 10 comporte une première extrémité 10.1 délimitant un port d’entrée ou d’admission d’un fluide et, à l’opposé, une deuxième extrémité 10.2 délimitant un port de sortie ou d’échappement du fluide. Pour des raisons de montage, le corps 10 est ici réalisé en deux parties, à savoir une première partie 10a et une deuxième partie 10b. La première partie forme un premier tronçon du corps 10 et a une extrémité libre correspondant à la première extrémité 10.1 dudit corps 10. La deuxième partie 10b forme un deuxième tronçon du corps 10 et a une extrémité libre correspondant à la deuxième extrémité 10.2 dudit corps 10. La première partie 10a et la deuxième partie 10b du corps 10 sont reliées rigidement entre elles par des vis 12. La première partie 10a comprend une face d’extrémité comportant une gorge annulaire dans laquelle est reçu axialement un joint d’étanchéité 13 torique en contact étanche avec une face d’extrémité de la deuxième partie 10b du corps. Le joint d’étanchéité 13 est axialement comprimé entre un fond de la gorge et la face d’extrémité de la deuxième partie 10.2 pour garantir un contact étanche entre la première partie 10.1 et la deuxième partie 10.2. La vanne 1 comprend en outre un tube de guidage 14 de la soupape 20. Le tube de guidage 14 s’étend selon l’axe X dans la deuxième partie 10b du corps 20 et est relié à ladite deuxième partie 10b du corps 10 par des ailettes 15 s’étendant en saillie radiale d’une portion centrale du tube de guidage 14. Les ailettes 15 sont équitablement réparties autour de l’axe X et délimitent avec une surface interne de la deuxième partie 10.2 du corps 10 des passages de fluide. Le tube de guidage 14 et les ailettes 15 viennent ici de matière avec le corps 10. Le tube de guidage 14 comprend un épaulement 14.3 interne délimitant un premier alésage 14.1 de grand diamètre et un deuxième alésage 14.2 de petit diamètre. Le premier alésage 14.1 a une extrémité libre débouchant dans la première partie 10a du corps 10 et reçoit deux paliers 16 coulissants agencés, comme on le verra plus loin, pour permettre le coulissement, selon l’axe X, de la soupape 20 à l’intérieur du corps 10. Les paliers 16 ont ici un diamètre interne légèrement inférieur au diamètre du deuxième alésage 14.2. L’un des paliers 16 est en contact avec l’épaulement 14.3 délimitant le premier alésage 14.1 et le deuxième alésage 14.2, et l’autre des paliers 16 est légèrement en retrait de l’extrémité libre du premier alésage 14.1. Le deuxième alésage 14.2 comprend une extrémité libre comportant un fond 17 sur lequel est ménagé un trou 18 s’étendant selon l’axe X et débouchant dans la deuxième partie 10b du corps 10. La soupape 20 s’étend selon l’axe X longitudinal du corps 10 et comprend une tête de soupape 21 et une tige 22 s’étendant en saillie axiale de la tête de soupape 21, en direction de la deuxième extrémité 10.2 du corps 10. La tête de soupape 21 a sensiblement la forme d’un disque tronconique pointant vers la première extrémité 10.1 du corps 10. Ce disque comprend un pourtour externe délimitant une gorge annulaire 21.1 dans laquelle est reçu un joint d’étanchéité 23 agencé pour assurer un contact étanche entre la tête de soupape 21 et le siège de soupape 11 lorsque la soupape 20 est en position fermée ( FIG. 1 ) : une portion périphérique externe du joint d’étanchéité 23 est comprimée entre une paroi latérale de la gorge annulaire 21.1 et le siège de soupape 11. La tige 22 est de forme globalement cylindrique et est ici venue de matière avec la tête de soupape 21. La tige 22 comprend un épaulement 22.3 délimitant une première portion de tige 22.1 de grand diamètre et une deuxième portion de tige 22.2 de petit diamètre. La première portion de tige 22.1 est directement reliée à la tête de soupape 21 et la deuxième portion de tige 22.2 comprend une extrémité libre formant une extrémité libre de la tige 22. La tige 22 reçoit une douille 24 emmanchée légèrement en force sur un pourtour externe de la première portion de tige 22.1. La douille 24 a une première extrémité en contact avec la tête de soupape 21 et, à l’opposé, une deuxième extrémité s’entendant autour d’une portion d’extrémité du tube de guidage 14 pour délimiter un premier canal fluidique C 1 de forme annulaire. La douille 24 forme une jupe s’étendant en saillie axiale de la tête de soupape 21 et comprend une surface interne délimitant, avec l’épaulement 22.3 de la tige 22, la deuxième portion tige 22.2 et la portion d’extrémité du tube de guidage 14, une première chambre CH 1 d’amortissement de volume variable. La première chambre CH 1 est en communication fluidique avec le canal d’écoulement C E délimité par le corps 10 via le premier canal fluidique C 1 délimité par la douille 24 et le tube de guidage 14. La deuxième portion de tige 22.2 est montée à coulissement dans le tube de guidage 14 via les paliers 16. On comprend que les paliers 16 forment des moyens de guidage en translation de la soupape 20 selon l’axe X. L’extrémité libre de la tige 22 s’étend dans le deuxième alésage 14.2 et délimite, avec ledit deuxième alésage 14.2 et le fond 17 dudit deuxième alésage 14.2, une deuxième chambre CH 2 d’amortissement de volume variable. La deuxième chambre CH 2 est en communication fluidique avec le canal d’écoulement C E délimité par le corps 10 via un deuxième canal fluidique C 2 , de forme cylindrique, délimité par le trou 18. Le ressort 30 hélicoïdal a une première extrémité en appui contre un épaulement externe de la douille 24 et, à l’opposé, une deuxième extrémité en appui contre une face d’extrémité des ailettes 15, de manière à exercer, via la douille 24, un effort de rappel sur la tête de soupape 21 tendant à rappeler la soupape 20 en position fermée. Le fonctionnement de la vanne 1 va maintenant être détaillé. La première extrémité 10.1 et la deuxième extrémité 10.2 du corps 10 sont respectivement reliés à un conduit d’alimentation en fluide F sous pression et à un conduit d’écoulement. Le fluide F entrant dans la vanne 1 par la première extrémité 10.1 du corps 10 exerce sur la tête de soupape 21 un effort axial tendant à déplacer la soupape 20 de la position fermée vers la position ouverte à l’encontre du ressort 30. La position de la soupape 20 est fonction de la pression du Fluide F : lorsque la pression du fluide F entrant dans le corps 10 est inférieure ou égale à une pression prédéterminée, la soupape 20 est ou rejoint, sous l’action du ressort 30, la position fermée dans laquelle la tête de soupape 21 s’oppose à l’écoulement du fluide F à travers le corps 10, l’effort axial exercé par le fluide F sur la tête de soupape 21 étant sensiblement égal ou inférieur à l’effort de rappel exercé par le ressort 30 sur ladite la tête de soupape 21 via la douille 24 ; et lorsque la pression du fluide F entrant dans le corps 10 est supérieure à la pression prédéterminée, la soupape 20 est ou rejoint une position de fonctionnement qui est agencée entre la position fermée et la position ouverte et dans laquelle la tête de soupape 21 ne s’oppose pas à l’écoulement du fluide F à travers le corps 10, l’effort axial exercé par le fluide F sur la tête de soupape 21 étant sensiblement égal à l’effort de rappel exercé par le ressort 30 sur ladite la tête de soupape 21 via la douille 24. En service, la soupape 20 a tendance à osciller axialement autour de la position de fonctionnement, notamment en fonction des légères variations de débit du fluide F entrant dans le corps 10. Le léger déplacement de la soupape 20 de la position de fonctionnement vers la position ouverte entraîne une légère diminution du volume de la première chambre CH 1 et du volume de la deuxième chambre CH 2 , et donc une compression du fluide contenu dans la première chambre CH 1 et du fluide contenu dans la chambre CH 2 qui s’oppose au déplacement de la soupape 20. Le fluide contenu dans la première chambre CH 2 et le fluide contenu dans la deuxième chambre CH 2 tendent alors de s’échapper respectivement par le premier canal fluidique C 1 délimité par la douille 24 et le tube de guidage 14 et par le deuxième canal fluidique C 2 délimité par le trou 18. Le léger déplacement de la soupape 20 de la position de fonctionnement vers la position fermée entraîne une légère augmentation du volume de la première chambre CH 1 et du volume de la deuxième chambre CH 2 , et donc une détente du fluide contenu dans la première chambre CH 1 et du fluide contenu dans la deuxième chambre CH 2 , qui s’oppose au déplacement de la soupape 20. Le fluide F contenu dans le canal d’écoulement C E délimité par le corps tend alors à passer dans la première chambre CH 1 et dans la deuxième chambre CH 2 via respectivement le premier canal fluidique C 1 délimité par la douille 24 et le tube de guidage 14 et via le deuxième canal fluidique C 2 délimité par le trou 18. On comprend que la première chambre CH 1 et la chambre CH 2 jouent le rôle d’amortisseur et ont pour effet de limiter l’amplitude des oscillations de la soupape 20 autour de sa position de fonctionnement et donc de limiter les chocs entre la soupape 20 et le tube de guidage 14 (notamment entre l’épaulement 22.3 de la tige 22 de soupape et la portion d’extrémité du tube de guidage 14). L’usure de la tige 22 et des paliers 16 et le risque de casse des ailettes 15 s’en trouvent ainsi limités. De manière connue en soi, le taux de l’amortissement généré par la première chambre CH 1 et celui généré par la deuxième chambre CH 2 sont respectivement fonction : des dimensions de ladite première chambre CH 1 et de celles du premier canal fluidique C 1 ; et des dimensions de ladite deuxième chambre CH 2 et de celles du deuxième canal fluidique C 2 . Bien entendu, l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications. Le ressort 30 pourra être remplacé par tout moyen ou organe de rappel élastique (rondelles de Belleville, rondelles ondulées…) La douille 24 pourra être remplacée par une jupe annulaire s’étendant en saillie axiale de la tête de soupape 21 ou par une extension tubulaire s’entendant en saillie axiale du tube de guidage 14, de manière à former la première chambre CH 1 . Bien qu’ici le trou 18 s’étend axialement dans le fond 17 du tube de guidage 14, il peut aussi s’étendre radialement à une extrémité dudit tube de guidage 14, au voisinage dudit fond 17. Vanne (1) anti-retour comprenant : un corps (10) qui définit un canal d’écoulement (C E ) de fluide (F) entre une première extrémité (10.1) et une deuxième extrémité (10.2) du corps et qui comprend une surface interne délimitant un siège de soupape (11) ; et une soupape (20) montée mobile en translation selon un axe (X) dans le canal d’écoulement du corps entre une position ouverte dans laquelle la soupape est en retrait du siège de soupape, et une position fermée dans laquelle la soupape est en contact étanche avec le siège de soupape et vers laquelle la soupape est rappelée par un organe de rappel élastique (30), la soupape comprenant une tête de soupape et une tige (22) qui s’étend en saillie axiale de la tête de soupape et qui est montée à coulissement dans un tube de guidage (14) relié au corps en délimitant des passages de fluide, caractérisé en ce que le tube de guidage comprend une première extrémité et, à l’opposé, une deuxième extrémité délimitant respectivement avec la tige une première chambre (CH 1 ) d’amortissement et une deuxième chambre (CH 2 ) d’amortissement ayant des volumes variant en fonction de la position de la soupape, la première chambre et la deuxième chambre étant en communication fluidique avec le canal d’écoulement (C E ) via respectivement un premier canal fluidique (C 1 ) et un deuxième canal fluidique (C 2 ) agencés pour amortir tout déplacement de la soupape autour d’une position de fonctionnement agencée entre la position fermée et la position ouverte. Vanne (1) anti-retour selon la revendication 1, dans laquelle la soupape (20) comprend une jupe (24) annulaire s’étendant en saillie axiale de la tête de soupape (21) et autour de la première extrémité du tube de guidage (14) pour délimiter la première chambre (CH 1 ). Vanne (1) anti-retour selon la revendication 2, dans laquelle la première extrémité du tube de guidage (14) et la jupe (24) forment le premier canal fluidique (C 1 ). Vanne (1) anti-retour selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la deuxième extrémité du tube de guidage (14) comprend un fond (17) délimitant la deuxième chambre (CH 2 ). Vanne (1) anti-retour selon la revendication 4, dans lequel le fond (17) du tube de guidage (14) comprend un trou (18) formant le deuxième canal fluidique (C 2 ). Vanne (1) anti-retour selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le tube de guidage (14) est relié au corps (10) par des ailettes (15) s’étendant en saillie radiale dudit tube de guidage. Vanne (1) anti-retour selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps (10) est de forme globalement tubulaire et s’étend selon l’axe (X) de translation de la soupape (20). Vanne (1) anti-retour selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la tête de soupape (21) comprend un pourtour externe délimitant une gorge annulaire (21.1) dans laquelle est reçu un joint d’étanchéité (23) agencé pour assurer un contact étanche entre la tête de soupape et le siège de soupape (11) lorsque la soupape (20) est en position fermée.