STRAIGHT FLOW VALVE, ESPECIALLY FOR A COMPRESSOR

Abstract: 1. A straight valve, especially for compressor, said valve comprising : a valve body (1), an intake chamber (10) and an exhaust chamber (11), at least two cupels (2) separated by lamellae (3) interposed between said cupels (2), the whole of the cupels (2) and lamellae (3) being fastened to the valve body and defining a means of passage of the fluid between the intake chamber (10) and the exhaust chamber (11), said fluid passage means comprising canals formed in each cupel (2), shutting means (31) of the valve, disposed above the canals for closing them and integral with each lamella (3), said canals containing accelerating means (8) of the opening of said shutting means (31) of the valve, substantially composed of twyers respectively connecting an intake zone (7) contiguous to said intake chamber (10) and an exhaust zone (9) separated from said exhaust chamber (11) by said shutting means (31), characterized by the fact that it comprises accelerating means of the closing of said shutting means (31) of the valve at the time of the closing of said valve.

Description: la présente invention est relstive à un clspet à flux direct notamment pour compresseur. Ce clspet est composé d'ou moins une coupelle présentsnt une zone d'admission et une zone d'échappement du fluide, lesdites coupelles étent séparées par des lamelles interposées entre ces coupelles, l'ensemble des lamelles et des coupelles étant fixé au corps du clapet. Le clspet pourra être utilisé sur un compresseur d'air ou d'un fluide quelconque mettont en oeuvre des pressions pouvant atteindre plusieurs centaines de bars. Ce clapet pourrs également être utilisé en tant que clapet anti-retour sur des canalisations. Il existe actuellement deux grandes familles de clapets, les clapets dits i flux direct à travers lesquels passe le fluide sans être dévié et les clapets dits à flux indirect, c'est-à-dire à travers lesquels le fluide passe en étant dévié. On connait déja des clapets de compresseur à flux indirect comportant un disque mobile sans frottement dans une soupape. Le disque comporte à sa partie centrale un ou plusieurs bras métallioues encastrés, reliés à la zone utile, pour laquelle ils jouent le rôle de ressort de rappel. Lorqu'un flux d'air entre en contact axialement avec ce disque, celui-ci se soulève et l'air s'échappe par plusieurs canaux en contournant le disque, ce qui a pour inconvénient de dévier le jet d'air et done de provoquer des pertes de charges. En ce qui concerne les petits rapports de compression (surpresseur) il arrive qu'avec ce type de clapet, la moitié de la puissance disponible au moteur soit consommée sous forme de pertes de charqes par les clapets. Lorsque le jet d'air est coupé, le disque retombe sur le siège sous l'effet des ressorts de rappel. Ce type de clapets présente, outre la perte de charge due à la dévistion de l'écoulement, un certain nombre d'inconvénients liés au principe de fonctionnement et à la réalisstion. Ainsi, lors de la retombée du disque sous l'effet des ressorts de rappel, il se produit le "phénomène de l'assiette", qui correspond à un rebondissement du disque d@ à son inerti@ non négliqeable. Ce rebondissement très mel contrôlé a une action néfaste sur le diagramme de compression stir leouel il fait apparaître des oscillations. Il exerce également tin effet destructeur sur le clepet, sous forme d'une usure prématurée ayant pour conséquence une durée de vie maximale de l'ordre de 5000 à 6000 heures. Comme il y a en général plusieurs dizaines de clapets par compresseur, il fsut compter sur de fréquentes interventions, done un co@t de fenctiennement élevé. A cc coût d'entretien s'ajoute, pour ce type de clapet, un cotit de production ëlevé dû à un usinage dens la masse et à l'emploi d'aciers spéciaux résistant à la corrosion à chaud, à l'action néfaste de certains gaz, à la compression élevée. Enfin, du fait nue le mouvement du disque se feit orthogonalement au flux d'air, et du foit des retombées brutales du disque sur le siège, le clapet fonctionne avec un niveou de bruit élevé. On connaît également des clapets à "flux direct" axial présentant sur leur face d'entrée du fluide, ou sièqe, une multitude d'alvéoles qui jouent le rôle de canaux de passage du fluide, disposés parallèlement au flux. La face opposée du clapet ou face de sortie comporte des cavités biseautées dans lesquelles sont disposées des lamelles métalliques élastiques qui s'effacent au moment de l'ouverture de la soupape, pour revenir élestiquement à leur position initisle lors de la fermeture. Bien que présentant en général certains avantages par rapport au clapet classique, notamment un meilleur rendement, un niveau sonore moins élevé et une longévité accrue, ce type de clapet est néanmoins sujet à des inconvénients liés notamment au frettage des divers éléments du clapet sinsi qu'à l'étanchéité de celui-ci. En effet, les lamelles ont tendance à se déformer dans le temps et avec les variations de température. te clapet à flux direct connu est obligatoirement de grande disension, diamètre de l'ordre de 170 mm ; il est difficile de réaliser des tailles plus petites. Enfi@, pour anéliorer l'étanchéité lors de la fermeture, il faut empleyer des lamelles suffisamment rigides, ce qui est pénalisant au niveau des pertes de cherges subies pur le fluide pour provoquer l'ouverture des lamelles. Un des buts de la présente invention est de proposer un clapet de compresseur t flux direct sensiblement radial, supprimant les inconvénients liés aux réslisations connues dans l'état actuel de la technique. L'un des buts essentiels du clapet selon l'invention est de fonctionner selon le mode à flux direct en diminuant itu maxinuri les pertes@de charqes pour que dens une plage de pression importante et y compris aux faibles rapports de pressions, l'o@verture et la fermeture du clapet se réalisent rapidement et sans inertie ni usure. Un autre but de l'invention est de supprimer le phéaomène de l'assiette et done de diminuer largement l'usure du clapet. Un autre but de la présente invention est de présenter une structure niodul ehl c permettent d'augmenter la section de passage en fonction du volume de fluide à treiter. Par ailleurs, le clopet de compresseur à flux direct conforme à la présente invention a l'avantage d'être d'une réalisation simple comportant un minimum d'usinage. Cette réalisation simple permet éqalement de poser facilement le clapet dans son logement et autorise ainsi une maintenance plus aisée. Un autre but de l'invention est de proposer un clapet à flux direct réversible utilisable à l'aspiration ou au refoulement. A cet effet, l'invention concerne un clapet de compresseur à flux direct composé d'au moins une coupelle présentant une zone d'admission et une zone d'échappement du fluide, lesdites coupelles étant séparées par des lemelles interposées entre ces coupelles, l'ensemble des lamelles et des coupelles étant fixé au corps du clapet, caractérisé en ce qu'il comporte des noyens accélérateurs de l'ouverture et de le ferneture des zones d'admission et d'échappement du fluide. L'invention sera bien comprise en se référant à la deseription suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin ci-annexé, dans lequel : - la fiqure 1 est une vue en coupe d'un clapet à flux direct à refoulement conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus de la coupelle du clapet conforme à l'invention ; - le figure 3 est une vue de dessous de la coupelle du clapet conforme à l'invention ; - la figure 4 est une vue en coupe A-A d'une partie de la coupelle du clapet représentée sur les figures 2 et 3 ; - la fiqure 5 cst une vue en perspective d'un détail de le pertie inférieure de la coupelle du clapet représentée à la figurc 3 - la fiqure 6 est une vue de dessus de la lamelle du clopet conforme à l'invention. On se réfère à la figure 1. te compresseur comporte des clapets d'aspiration avec dispositif de mise à vide et des clapets de refoulement qui font l'objet de la présente invention. la fiqure 1 représente un clapet de refoulement. Chaque clapet est constitué d'un corps de clapet (1) fixé sur un suppert (4). Sur le corps (1) est maintenu, par des écrous de fixation (5), un ensemble constitué d'une pluralité de coupelles (2) et de lamelles (3) interposées entre les coupelles (2), toutes disposées dans le même sens. A l'ouverture des lamelles (3), la zone d'admission (10) du clapet est reliée à la zone d'échappement (11) par l'intermédiaire de canaux (6) en forme de tuyère. Ces tuyères comportent une zone d'admission (7) contigue avec la chembre d'admission (10), un rétrécissement centrel (8) et une zone d'échappement (9) contirluc avec le chembre d'échappement (11). 11 s'anit done d'une tuyère zone d'admission convergente, section de passage pour le col, zone d'échappement divergente. @'est la présence de cette tuyère réalisée immédiatement à praximité de la lamelle qui constitue un moyen accélérateur de l'ouverture du clapet. On notera que l'ouverture de la lamelle est réalisée uniquement grâce à l'énergie emmagasinée par le fluide au moment de l'accélération ce qui permet @otamment de diminuer l'incidence de l'auqmentation des pertes de charge. Bien entendu, les clapets d'aspiration sont constitués de la même manière que les clapets de refoulement, les coupelles étant cependant empilées dans le sens contraire à celui vu précedemment. Lorsqu'ils seront utilisés en clapet d'aspiration, les clapets selon l'invention présenteront la possibilité de mettre le compresseur à la mise à vide, c'est-à-dire de le faire balayer sans compression. C'est un moyen de réqulation. On se réfère eux figures 2, 3, 4 et 5. La coupelle (2) comporte une frire supérieure (15) et une face inférieure (1G) parallèles, ennui aires, sur lesquelles débouche l'alésoge (15) dont l'axe est confondu avec l'axe de la coupelle, et servant au centrage des coupelles par le corps de clapet (1). Sur la face supérieure (15) de chaque coupelle débouchent en outre les orifices (37) correspondant b la frontière, dens le clapet monté, entre les zones d'échappement (9) des tuyères (6) et la chambre d'échappement (11), comme visible sur la figure 1. les orifices (17) des tuyères sont groupés per paires, chaoue orifice d'une paire étant sé@aré de son voisin le plus proche par un élémeat de surface plane (20) formant un appui pour la lamelle en contact avec la face supérieure de la coupelle. Sur la face supérieure (15) de chaque coupelle débouchent é@alement les orifices de fixation (21) des coupelles sur le corps de clapet (1), lesquels orifices ont leur axe parallèle à l'axe de l'alésage (19). Sur la face inférieure (16) de chaque coupelle dé débouchent également le, orifices de fixation (21), régulièrement répartis sur la surface annulaire de la coupelle. Ainsi, chaque lamelle, fixée en trois points à une coupelle inférieure et à une coupelle supérieure, est encastrée et n' est donc pas; sujette eu "phénomène de l'assiette". Par ailleurs, chaque orifice (21) est entouré d'un élément de surface plane (26), faisant partie de la face inférieure (16) de la coupelle et formant un appui pour la lamelle en contect avec cette face inférieure (16) de la coupelle. Selon les figures 3 et 5, cette face inférieure (16) présente en outre des cavités (22) et (23) communiquant entre elles par dessous un rebord annulaire (24), et limitées par les bords intérieur (27) ct extérieur (28) de lo face (16). Chaque groupe de cavités (22) et (23) est subdivisé en deux parties adjacentes, de part et d'autre d'un contrefort i25) foisant saillie lier rapport aux cavités (22), (23) tout en ayant sa face coplanaire avec ra face inférieure (16) de le coupelle. Par ailleurs, les cavités (23) dans la face inférieure (16) de la coupelle trouvent leur homologue dans la face supérieure sous forme d'un évidement (18) concentrique avec l'axe de la coupelle. Dans le clapet assemblé, ces évidements (18) et cavités (23) se trouvent de part et d'autre de la lamelle, pouvant ainsi jouer le rôle de pièges à impuretés. In effet, les impuretés, telles que poussières, tombent dans les cavités (23) et évidements (18), permettent ainsi à la lamelle de venir en position fermée ou ouverte sans être entravée par des poussières. En outre, clloque cavité (22) communique avec le chambre d'échappement (11) du clapet par l'intermédiaire d'un ajutage (26) réalisé dans le bord cylindrique externe inférieur de la coupelle, comme visible à la figure 5. On se réfère à la fiqure 6. La lamelle intercalée entre deux coupelles superposées se compose d'un corps plat circulaire (30), présentont un alésaqe (19) et des orifices de fixation (21) de même que les coupelles, lesquels orifices servent au guidaqe des boulons de fixation (5). Ce corps (30) comporte des parties fixes et des parties mobiles. Les parties fixes sent constituées par le bord de l'alésage (19), les pattes de fixation (34) et les languettes de cloisonnement (33) alternant nvec les pattes de fixation. Les parties mobiles sont constituées par des pétales (3l) rigides, régulièrement disposés sur le pourtour de la lamelle, et reliés eu corps (3D) per de petits bras flexibles et élastiques (32) également mobiles. Ces pétales (31), rigides meis mobiles très facilement élastiquement autour des bres (32), constituent les moyens obturateurs du clapet qui sont solideires de le lamelle. Chaque pétale est séparé de son voisin per une partie fixe de la lamelle, à savoir alternativement une languette de cloisonnement (33) ou une patte de fixation (34) @ouant é@alement le rôle de lanquette de cloisonnement. Lt- fonctionnement du clapet conforme h l'invention et éclairé par la descrintion ci-dessus est le suivant : au repos, chaque pétale (31) recouvre une paire de tuyères (17) de facon à obturer le clapet. Au passage du fluide ptovenant de la chambre d'admission (10) à travers les tuyères (6), il y a accélération dudit fluide immédiatement à proximité des pétales (31). I 'effet dynamioue Ainsi obtenu sous forme d'énergie cinétique du fluide suffit, du fait de 18 grende flexibilité des bras (32) pour soulever rapidement les pétales (31) de la lam@lle et les plaques contre les cavités de la coupelle située directement au-dessus tie la 1 amell e. Le mouvement de soulèvement des pétales provoque une compression du fluide ctintetitj donc; les cavités (22), qui s'échappe de ce feit par les ajutages (26). Parallèlement à cette compression, il résulte que l'impact d'ouverture des pétales se trouve amorti par les cavités (22) jounnt le rôle d'amortisseurs à eir, ce qui a pour avantages tir diminuer le bruit de fonctionnement du clapet ainsi que l'usure de la lamelle. Lorsque le flux de fluide incident cesse, les pêtal es retombent sur la coupelle inferieure, ramenés par le rappel élastique des terris (32). Cette retombée est facilitée par la présence des ajutaqes (26) qui, en autorisant la réintroduction de fluide dans les cavités (22), permettent d'éviter 1 'r'ff et de succion qui retardereit la retombée des pétales et la fermet une du clapet. Il en résulte un fonctionnenent rapide du clapet, d'autant plus rapide que seuls les pétales et les bras de masse très faible sont en mouvement. Par ailleurs, les pétales sont protégés de la rupture et d'une déformation excessive lors de l'impact de ferrlcture par les appuis s intermédiaires (20) de le fece supé@ieure (15) de la coupelle, et lors de l'impact d'ouverture par le rebord (24) situé sur la face inférieure (16) de la cou@elle. En outre, le présence des languettes de cloisonnement (32) et des pnttes de fixation (34) de la lamelle permet un fonctionnement synchrone des pétales de chaque lamelle, puisque le fluide passant par deux tuyères différentes @e peut de la sorle interférer. la présence de l'évidement (18) de la face supérieure de la coupelle et des cavités (23) de la face inférieure permet de disposer de pièqes collectant les éventuelles poussières qui pourraient entraver le bon fonctionnement des bras et des pétales. l'@@omme de l'Art déterminera les matériaux à cmployer et les dimensions à donner à chaque élément du clapet conforme à la présente invantion, afin d'obtenir les meilleurs résultats en termes de rapidité et de silence de fonctionnement, de pertes de charges et de longévité du clapet. flien entendu, le présente invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit et représenté mais s'étend au contraire à toutes variantes de formes, de dimensions et de matériaux ou de combinaison de ces divers éléments, sans pour autant s'éloigaer du cadre et de l'esprit de l'invention.

Claims: REVENDICATIONS 1. Clapet ti flux direct notamment pour compresseur, composé d'au moins une coupelle présentant une zone d'admission et une tone d'échappement du fluide, lesdites coupelles étant séparées par des lamelles interposées entre ces coupelles, l'ensemble des lamelles et des coupelles étant fixé au corps du clapet, c e r n c t é r i s é en ce qu'il comporte des moyens accélérateurs de l'ouyerture et de la fermeture des zones d'admission et d'échappement du fluide. 2. Clapet de compresseur selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que lesdits moyens accélérateurs de l'ouverture et de la fermeture des zones d'admission et d'échappement du fluide coopérent avec des moyens obturateurs solidaires des lamelles. 3. Clapel de compresseur selon la revendication 1, c a r u c t é r i s é per le fait que lesdits moyens accélérateurs de l'ouverture des zones d'admission et d'échappement du fluide sont des tuyères reliant les zones d'admission et les zones d'échappement. 4. Clapet de compresseur selon la revendication 1, c n r A c t t r i s é par le feint que lesdits moyens accélérateurs de la fermeture des zones d'admission et d'échappement du fluide sont des cavités aménagées dans chaque coupelle et coopérant avec des ajutaqes débouchant en dehors du clapet. 5. Clapet de compresseur selon la revendication 1, @ a r a c t é r i s é par le fait qu'une même coupelle accélère l'ouverture de la lamelle du dessus et accélère la fermeture de la lamelle du dessous. 6. Clapet de compresseur selon la revendication 1, @ a r a c t é r i s é par le fait que les coupelles comportent des moyens amortisseurs ù air, du mouvement d'ouverture de le lemelle. 7. Clapet de compresseur selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que lesdits moyens amortisseurs à air sont des cavités aménagées dans chaque coupelle el coopérant avec des ajutages débouchant en dehors du clapet. 8. Clapet de compresseur selon la revendication l, r si r fi c t é r i s é par le fait que la coupelle présente sur ses faces supérieure et inférieure en contact avec des lamelles des pièqes à impuretés telles que poussières. 9. Clapet de compresseur selon la revendication 1, t: a r n c t é r i s é par le fait que lesdits pièges à inpuretés sont des évidements concentriques à l'alésage du clapet situés sur la face supérieure de la coupelle, et des ravités situées sur 1A face inférieure de lo coupelle. ln. Cl Clapet de compresseur selon la revendication 1, c A r a c t é r i s é par le fait que la lamelle comprend des éléments fixes reliés t des fslt5mcnts mobiles par des moyens élastiques. 1,1 .Clapet de compresseur sel on la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que les lamelles comportent un corps fixe et des pétales rieides reliés audit corps par des hras flexibles et élastiques. 12. Clapet de compresseur selon la revendication l, c a r a c t é r i s é par le fait que les moyens obturateurs solidaires des la@elles sont les pétales riqides reliés au corps de la lamelle par des bras flexibles et élastiques. 13. Clapet de compresseur selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que les pétales sont séparés deux h deux par tics moyens de cloisonnement solidaires du corps de la lamelle. 14. Clapet de compresseur selon la revendication 1, c 8 r n c t é r i s é par le fait que lesdits moyens de cloisonnement sont alternativement des languettes solidaires du corps de la lamelle et des paltes de fixation de la lamelle. 15. Clapet de compresseur selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que les moyens obturateurs sont protégés à l'encontre d'une déformation excessive par la présence d'appuis intermédiaires disposés sur la coupelle.

Inventors: BUISINE, DANIEL, DESTOOP, THIERRY
Applicants: S.A. DITE "CREPELLE & CIE"
Application year: 1984
Main classification: F16K15
IPC codes: F04B39, F16K15