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MRMOIRE DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI D'UNE DEMANDE De BREVET D'INTENTION SOUPAPE A OBTURATEUR EXPANSIBLE
Cette invention a pour objet une soupape qui, en applica- tion aux conduites de vapeur, de gaz ou de fluides quelconques offre le triple avantage d'être plus étanche, d'exiger moins d'entretien que les soupapes ordinaires et de permettre le re- nouvellement du bourrage de la tige à vis sans devoir mettre la soupape à l'arrêt.
Cette soupape comporte un corps dont l'intérieur est profilé identiquement à celui d'une soupape ordinaire, exception faite pour le siège du clapet qui dans le présent dispositif est rem- placé par une simple continuation de l'ouverture cylindrique de coulissement de l'obturateur faisant office de clapet; ce dernier se présente ici sous la forme d'un piston dent une pièce est expansible et, au terme de la course de l'obturateur dans un sens ou dans l'autre se dilate de manière à garantir l'obtura- tion complètement hermétique de l'ouverture cylindrique, empê- chant ainsi tout passage du fluide à travers la soupape.
A cet effet, le dit obturateur piston est formé de deux parties rigi- des mais susceptibles de télescoper, l'une dans l'autre, et en- tre lesquelles est interposée la pièce expansible sus-nommée, qui
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est une bague en matière élastique laquelle est comprimée en sens axial entre ces pièces rigides lorsque le piston vient buter contre un téton faisant saillie sur le fond du corps de soupape et par la compression est dilatée en sens transversal de façon à s'appliquer en se serrant davantage contre toute la périphérie intérieure de l'ouverture cylindrique du corps de soupape, en y produisant donc une obturation hermétique.
Dans le dessin annexé, qui représente à titre d'exemple deux formes réalisatrices de l'invention :
Figure 1 est une vue de la soupape fermée la majeure par- tie de son mécanisme étant représentée en coupe verticale, et son volant de manoeuvre en vue extérieure d'élévation;
Figure 2 est une vue correspondante, à une plus grande é- chelle de la partie opérante de son obturateur conformé en pis- ton, son attache avec la tige étant également prise en coupe.
Ces deux vues se rapportent au premier mode d'exécution.
Les deux suivantes font voir un exemple du second mode d'exécution, notamment, par la coupe verticale d'ensemble de la figure 3 et par le détail de la figure 4 qui fait voir le placement de l'obturateur conformé en piston, et dont la figure 5 est la projection correspondante sur un plan horizontal.
Dans la première de ces réalisations, le corps 1 de la sou- pape est divisé intérieurement en deux chambres par un passage médian 2, dans lequel est ménagée une ouverture cylindrique 3 de même axe que l'alésage 4 de la soupape dont le haut est fer- mé par un chapeau 5 de type ordinaire. Dans ce chapeau est vissée la tige 6 de l'obturateur expansible conformé en piston 7 et susceptible de monter et descendre dans l'alésage 4 pro- longé par cette ouverture 3, quand on tourne un volant de ma- noeuvre 8 calé sur cette tige 6.
L'obturateur 7 est composé selon la présente invention de deux pièces métalliques 9 et 10 dont la seconde, située à l'ex- trémité inférieure, rentre en télescopant dans la première dès
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que, au terme de la course descendante de l'obturateur, elle vient heurter une saillie 11 prévue au fond de la chambre inférieure du corps de soupape 1. A cette intention, la partie inférieure de la pièce 9 affecte la forme d'une douille cylindrique 12 qui est creusée de rainures d'étanchéité 13, et dans laquelle pénètre la partie supérieure cylindrique 14 de la pièce 10, ces pièces 9, 10 étant fixées l'une à l'autre au moyen de goujons 15 qui sont vissés dans le cylindre 14 et peuvent coulisser dans les regards 16 de la douille 12.
Entre le bord inférieur de cette douille 12 et un épaule- ment 17 de la pièce 10 est interposée une bague en matière é- lastique 18, qui normalement a un diamètre exactement égal à ce- lui des deux pièces rigides mais augmente ce diamètre en se dila- tant transversalement lors de la poussée en sens axial qu'elle su- bit quand elle est comprimée entre les pièces rigides 9 et 10 de l'obturateur.
La tige 6 de l'obturateur 7 est réunie ce dernier au moyen d'un écrou 19, qui se visse dans la partie supérieure de la pièce 9, de manière à tenir enfermée l'extrémité 20 de la tige, amplifiée de diamètre pour faire talon et entraîner l'obturateur dans le mouvement de la tige 6 mais sans participer à la rota- tion de cette dernière. En d'autres termes cette tige 6 peut tourner indépendamment de l'obturateur 7, tout en forçant ce der- nier à monter ou à descendre avec elle selon que le volant 8 est tourné dans un sens ou dans l'autre. Dans la partie supérieure de sa course, l'obturateur 7 est guidé dans l'ouverture cylindri- que 3 du corps de soupape par des ailettes 21 formées à la base de la pièce 10, autour d'une partie conique dont celle-ci est terminée.
Quand l'obturateur 7 est arrivé tout en haut de course dans l'alésage 4, la soupape donne libre passage au gaz ou autre flui- de. Pour régler le débit, il suffit de manoeuvrer le volant 8 comme à l'ordinaire, afin d'engager plus ou moins complètement @
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l'obturateur dans l'ouverture 3, le fluide passant alors entre les ailettes 21. Quand l'extrémité du bas de l'obturateur vient buter contre la saillie 11 prévue au fond du corps de soupape, la pièce 10 télescope dans la pièce 9, et la bague élastique
18 étant comprimée par la poussée qui s'exerce en sens axial en- tre ces pièces 9 et 10, se dilate en sens transversal et vient serrer avec force toute la périphérie intérieure de l'ouverture cylindrique 3.
Celle-ci est donc en contact assez intime avec l'anneau expansible pour être obturée d'une façon parfaitement é- tanche sans nécessiter de la part de l'opérateur un grand effort sur le volant de manoeuvre 8, quelle que soit la pression acquise par le fluide, dans la conduite aboutissant à cette soupape.
Il est à noter que, dans l'emploi des soupapes de conception ordinaire, les inconvénients de l'usure inégale, par suite de la- quelle on devait fréquemment rendre à l'ajustage des pièces entre elles la précision perdue, on n'y parvenait qu'à force de rodages auxquels il fallait consacrer un temps très appréciable. Par con- tre, en adoptant le système faisant l'objet de la présente inven- tion, on dispose d'une soupape dont la seule pièce susceptible de s'user est la bague élastique. Or, le remplacement de celle-ci n'exige que quelques minutes, car il suffit d'enlever l'obtura- teur sans avoir à s'occuper du corps de la soupape.
Quant au second mode de réalisation, représenté par les figu- res 3, 4 et 5, il est analogue, dans ses grandes lignes, à celui qu'on vient de décrire, à une modification près, en ce sens que dans la partie supérieure de l'obturateur on a pratiqué une ou plusieurs rainures destinées à permettre l'écoulement des gaz ou autres fluides comprimés au-dessus de l'obturateur dans sa course ascendante. Ces rainures C (voir figure 4) peuvent être venues de fonderie ou être taillées dans l'obturateur ; ces condi- tions l'on obtient, au point culminant de la course de ce dernier, une obturation suffisant à permettre le remplacement du bourrage D sans devoir arrêter le fonctionnement de la soupape.
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Au demeurant, le principe de l'obturation est le même que pour le premier mode réalisateur, et réside toujours dans la com- pression d'un anneau en matière élastique entre les deux parties télescopantes de cet obturateur. Au point le plus bas de la course de ce dernier, l'obturation a pour but d'empêcher le passage du fluide à travers la soupape. A mesure que la tige à pas de vis descend, elle enfonce la partie supérieure de l'obturateur dans la partie inférieure, laquelle vient'ainsi buter contre le teton E.
:D'autre part, au point le plus haut de la course de l'obturateur, l'obturation a pour but d'isoler l'espace B de la pression du fluide qui passe à travers la soupape, et de permettre le rempla- cement du bourrage D sans que la soupape doive être mise à l'ar- rêt. En l'occurrence, la tige à pas de vis fixée à la partie du bas de cet obturateur tire cette partie avec elle dans sa course ascendante, de façon à l'enfoncer dans la partie supérieure, qui est immobilisée par le chapeau de soupape, provoquant ainsi la compression de l'anneau élastique produisant l'étanchéité.
Un point important de la présente invention résulte de ce qu'il n'est jamais nécessaire d'enlever le corps de soupape des tuyauteries, puisque ce corps de soupape ne comporte pas un seul organe à remplaoer ou à entretenir.
Il va sans dire que les exemples réalisateurs de l'invention ici décrite et représentés ne sont pas restrictifs et que, loin d'être limitée à leur exécution, la dite invention embrasse tou- tes les modifications basées sur son principe dans un sens géné- ral.