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Soupape à voies multiples.
La présente invention se rapporte à des soupapes à voies multiples et plus particulièrement à des soupapes du type à ob- turateur rotatif qui sont spécialement destinées à être appli- quées à des installations d'adoucissement et derégénération d'eau, qui nécessitent l'emploi d'un certain nombre de oommuni- cations de fluide devant être variées périodiquement.
Le but de la présente invention est de procurer une forme perfectionnée de soupape à voies multiples actionnée par la pression du fluide passant par la soupape de façon a sedé-
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placer dans les diverses lesitiens requises, dans lesquelles la rotation de la soupape d'une position à l'autre s'effectue lentement, afin d'éviter les coups de bélier dans le système de fluides.
Un autre but de cette invention est de procurer une soupape à voies multiples et à obturateur rotatif dans laquelle les fuites de fluide sont empêchées d'une manière sûre entre certaines liaisons se trouvant dans la soupape, lorsque ces liaisons sont en position de non communication par l'adjonction d'un organe secondaire de la soupape coopérant avec l'obtura- teur principal de celle-ci.
Un autre but de cette invention est de procurer un mécanisme simple qui, par 3uite d'une action extérieure initia- le, continuera à effectuer un cycle déterminé d'avance d'opé- rations, d'une manière automatique sous l'influence de la pres- sion du fluide, et s'arrêtera aussi automatiquement.
Cette invention sera décrite d'une manière détaillée ci-après avec références aux exemples représentés aux dessins annexés, dans lesquels .
La figure 1 est une coupe médiane longitudinale de l'ensemble de la soupape;
La figure 2 est une vue de bout de la figure 1, prise par la partie droite de celle-ci;
La figure 3 est une coupe partielle prise suivant la ligne 3-3 de la figure 2 ;
La figure 4 est une coupe longitudinale d'une autre construction de la soupape;
La figure 5 est une vue en plan, partiellement en cou- pe, de la soupape montrée à la figure 4; -
La figure6 est une vue en élévation, partiellement en coupe de la soupape montrée à la figure 4;
La figure 7 est une coupe suivant la igne 7-7 de la figure 6;
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La figure 8 eot une coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 6;
La figure 9 est une vue en élévation, partiellement en coupe, d'une autre modification de la soupape suivant la présente invention;
Les figures 10 à 12 montrent diverses vues de la sou- pape suivant cette invention, reliée à dec dispositifs automa- tiques de décharge;
Sur les figures 1 à 3, 1 désigne le corps ou envelop- pe de la soupape, possédant un alésage longitudinal 2 qui le traverse, et qui est oontre-alésé à une extrémité, par exemple en 3, de manière à former un siège annulaire de soupape 4 à l'extrémité intérieure de ce contre-alésage. L'alésage de l'en- veloppe 1 est fermé à ses extrémités par les plaques ou couver- oles b et 6, qui peuvent être fixés à l'enveloppe par des joints étanohes de pression, d'une manière quelconque appropriée.
L'organe principal 7 de la soupape repose dans l'alé- sage 2, et peut tourner et recevoir un mouvement alternatif ; il présente un prolongement 8, de diamètre relativement petit, pas- sant dans une boîte à bourrage 9 du couvercle 6. L'enveloppe 1 est pourvue d'un oertain nombre de lumières communiquant avec l'alésage 2. Dans l'exemple représenté, il y a deux lumières 10 et 11 disposées d'un côté de la soupape et trois lumières 12, 13 et 14 de l'autre oôté de celle-ci, le fluide sous pression pouvant être amené à la lumière 10 par la conduite 15 et la lu- mière 14 étant reliée à l'échappement par la conduite 16.
Le nombre et l'arrangement spécial des lumières de la soupape ne forment pas, en soi, partie de la présente invention et ils peu- vent être modifiés de toute manière quelconque voulue afin d'a- dapter la soupape à son emploi dans une installation donnée.
L'organe principal 7 de la ooupape est pourvu de oa- naux 17 et 18, dont le premier sert a former une/communication
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entre les lumières 10 et 11 dans certaines positions de la sou- papa, et le second à procurer une communication entre les lumiè- res 12 et 13 dans certaines positions de la soupape. Les diver- ses lumières peuvent être reliées d'une manière différente dans d'autres positions de la soupape au moyen des canaux 19 et 20.
Une chambre 21 est formée à une extrémité de l'organe 7 de soupape, autour du prolongement 8, et cette chambre est mise en communioation avec le oanal 17 au moyen du passage 22 de l'organe de soupape. Un piston 23 est monté de manière à re- cevoir un mouvement alternatif dans le contre-alésage 3 et est pourvu d'un côté d'une pièce d'étanchéité convenable en cuir 24, qui peut avoir la forme habituelle d'une cuvette, et de l'au- tre côté d'une plaque 25 pouvant s'appliquer contre le siège de soupape 4 dans certaines poaitions du piston. La longueur du oon- tre-alésage 3 est telle qu'une chambre 26 est formée entre le piston 23 et le couvercle 5 lorsque le piston se trouve à l'ex- trémité de droite de sa course.
La conduite d'admission de fluide sous pression, 15, est mise en communication aveo la chambre 26 au moyen d'une conduite comprenant un tuyau 27 et un passage 28, de petit diamètre, se trouvant dans le couvercle 5,
Le couvercle 5 est pourvu d'un prolongement annulaire 29 formant une chambre 30 fermée par l'obturateur 31. Cette oham- bre 30 est mise en communication avec la chambre 26 au doyen du passage 32. Une soupape 33, dont la tête se trouve dans la cham- bre 26, règle l'écoulement par le passage 32, et la tige de cet- te soupape est pourvue d'ailettes de guidage 34 s'appliquant contre les parois du passage. La section d'écoulement libre, par le passage 32, entre les ailettes 34 lorsque la soupape 33 est ouverte, est plus grande que la seotion du passage 28.
La cham- bre 30 est reliée à la conduite d'éohappement 16 par le tuyau 35.
Une oame 36 est placée dans cette chambre et est montée sur un arbre passant dans des boîtes à bourrages convenables disposées dans le prolongement 29 et pouvant être mises en rotation au
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moyen du levier 37.La oame 36 est placée par rapport à la tige de la soupape .33 de manière que, lors du déplacement du levier
37 vers la droite, comme montré à la figure 1, la soupape 33 est ouverte par la came; inversement, le mouvement subséquent du levier vers la gauche fait tourner la came dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à une position qui permet la ferme- ture de la soupape 33 par le fluide sous presbion de la chambre 26.
Sur l'extrémité extérieure du prolongement 8 de l'or- gane principal de la soupape est rigidement fixé un disque 38 qui est pourvu d'une couronne de dents 39 sur la faoe de ce disque en contact avec l'enveloppe de la soupape.. Ce disque 38 est pourvu en outre d'une cavité en forme d'aro 40 (voir figure 2) disposée sur la circonférence du disque et radialement en dehors de la couronne dentée 39.
Deux oliquets 41, montrés en lignes lointillées aux figures 1 et 2 sont montés de façon à tourner sur des parties saillantes convenables 42 formées en une pièce avec l'enveloppe de la soupape. Ces cliquets 41 sont de préférence maintenus en- gagés dans les dents 39 au moyen de re sorts 43 qui sont relati- vement faibles et seulement as@ez forts pour éviter que les oli- quets ne soient accidentellement déplacés de leur position.
Une tige de commande 44 est montée de manière à recevoir un mouve- ment de va-et-vient, parallèlement à l'axe de l'organe prinoi- pal de la soupape, dans des languettes de support 45 et 46 for- mées sur l'enveloppe de la soupape; une extrémité de cette tige est reliée de manière à pivoter en 47, sur le levier 37 et, oet- te extrémité de la tige est de plus pourvue d'une poignée 48 pouvant être actionnée à la maino
Sur l'extrémité opposée de la tige 44 est monté un oy- lindre 49 pourvu sur sa base intérieure d'un rebord 50. Un évi- dement en forme d'aro 51 est oontigu à ce rebord 50.
Ainsi qu'on
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le verra par la figure 2, la tige 44 est montée de manière que le cylindre 49 puisse recevoir un mouvement alternatif dans la cavité 40 ménagée dans le disque 38, et l'évidement bl formé dans le cylindre 49 est placé de manière à ce que lorsque la ti- ge se déplace de la position montrée à la figure 1 dans celle montrée à la figure 3, le disque 38 peut se mouvoir dans l'évi- dement 51. de sorte que le disque et la tige de commande sont forcés de se mouvoir axialement comme une seule pièce.
Le fonctionnement de l'appareil a lieu comme suit :
Si l'on suppose que le fluide sous pression est amené à l'appareil par la conduite d'admission 15, et si la soupape se trouve dans la position montrée à la figure 1, le fluide passera par la lumière 10 et le passage 22 dans la chambre 21 à l'extré- mité de droite de l'organe principal 7 de la soupape. Il passera aussi par le passage 28 et le tuyau 27 dans la chambre 26 à gau- che du piston 23. Comme la section effective du piston 23 est plus grande que celle de l'extrémité de droite de 1'organe prin- oipal de la soupape, le piston et avec lui, cet organe principal se déplacera vers la droite jusqu'à ce que la plaque 25 du piston soit fermement appliquée sur le siège 4.
On remarquera que dans cette position de la soupape, la communication avec la lumière de sortie 14 est fermée de manière étanohe afin d'éviter une fui- te d'un mécanisme de la soupape vers l'échappement.
Lorsque le mécanisme se trouve dans la position montrée, le cylindre 49 se trouve dans la oavité 40 et il empêche la ro- tation du disque 38, et par conséquent celle de l'organe princi- pal 7 de la soupape.
Si maintenant, on pousse de gauche à droite la poignée 48, fonctionnant à la main, oomme montré à la figure 1, la sou- pape 33 s'ouvre par le mouvement de la came 36 et l'évidement 51 du cylindre 49 est déplacé de manière à venir en concordance aveo le disque 38. Puisque, comme dit antérieurement, la section li-
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bre d'éooulement par le passage 32 est plus grande que oelle par le passage 28, la pression dans la chambre 26 est annulée et l'organe principal 7 de la soupape ainsi que le piston 23 se meuvent vers la gaucho, comme dans la figureI, par suite de la pression dans la ohambre 21. Lorsque ce mouvement de la droi- te vers la gauche de l'organe principal de la soupape a lieu, la soupape est légèrement tournée par les cliquets 41 qui s'en- gagent dans les dents 39.
Ce mouvement de rotation de l'organe de soupape est possible par suite de ce que l'évidement 51 se trouve dans l'alignement du disque 38 et que la périphérie de ce disque entre dans l'évidement pour former une liaison mainte- nant dans le sens axial l'engagement entre l'organe principal de la soupape et l'ensemole de la tige de commande.
Lorsque la tige se déplace de la droite vers la gauche, par suite du mouvement de l'organe principal de la soupape, la oame 36 est mise en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre afin de permettre la fermeture de la soupape 33. La fer- meture de cette soupape fait monter de nouveau la pression dans la chambre 26 de façon à vaincre celle qui existe danb la oham- bre 21, et la soupape et la tige de commande sont de nouveau dé- plaoées de gauche vers la droite. Pendant ce mouvement du méoa- nisme, l'organe principal de la soupape ne tourne pas et les oli- quets 41 tombent dans des encoches formées par les dents 39 im- médiatement suivantes.
Au moment où la soupape et la tige de commande ont atteint l'extrémité de droite de leur course, la came 36 a ouvert de nouveau la soupape 33 et la pression de la ohambre 26 est de nouveau annulée, de sorte qu'un mouvement de la soupape principale de la droite vers la gauche a lieu. Ce mouvement est de nouveau accompagné d'une petite rotation due à l'action des cliquets 41. Le fonctionnement déorit ci-dessus oon- tinue jusqu'à ce que l'organe 7 de la soupape a tourné, pas à pas, d'un tour complet de manière que la cavité 40 soit de nou-
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veau amenée en coïncidence avec le oylindre 49, apres le der- nier mouvement de la soupape, de la droite vers la gauche.
Avec la cavité 40 en coïncidence avec le cylindre 49, le mouvement final de la soupape de la gauche vers la droite, produit par la pression dans la chambre 26. n'amènera pas un mouvement cor- respondant de la tige de commande 44 de la gauche vers la droi- te. En conséquence, la soupape 33 reste fermée et le mécanisme s'arrête dans sa position primitive, montrée à la figure 1. Il est évident que la soupape restera dans cette position jusqu'à ce que la tige de commande soit de nouveau actionnée par une source quelconque extérieure, et pendant qu'elle est ainsi ao- tionnée, la soupape fonctionnera automatiquement en passant par son cycle de mouvements et s'arrêtera ensuite de nouveau automatiquement.
Dans la description suivante des réalisations modi- fiées montrées aux figures 4 à 9, les organes correspondant à ceux montrés aux figures 1 à 3, sont désignés par les mêmes ré- férences, et on supposera que la soupape doit être employée en combinaison avec un appareil d'adoucissement, d'eau du type à régénération dans lequel l'eau à adoucir passe vers le bas dans le bain adoucissant.
Suivant la construction montrée aux figures 4 à 8, du fluide sous pression est amené à la lumière 10 par une con- duite 15 et passe par le canal 17 et la lumière 11 au-dessus de la couche adoucissante placée dans un réoipient oonvenable (non représenté). L'eau adoucie entre dans la soupape par la lumière 13 et elle passe par le canal 18 et la lumière 12 vers le système du service. Comme o'est déorit pour la figure 1, l'organe principal 7 de la soupape, lorsqu'il est mis en fonc- tionnement, aura un mouvement alternatif et tournera lentement dans le corps de soupape 1 en produisant ainsi successivement diverses communications entre les conduites reliées à ce oorps.
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Une communication directe entre les lumières 10 et 12 est pro- duite, au moyen d'un canal périphérique b2, dans toutes les po- sitions de l'organe 1 saur une, ou en d'autres termes l'agent adoucissant passe dans toutes les positions de la boupape, sauf quand oelle-oi est dans la position d'adoucissement. Dans la figure 4, la uoupape est montrée en position adoucissante.
Avant que le fluide sous pression n'entre dans la chambre 26, 11 doit passer par un filtre 53 et un ajutage 54 dont l'ouverture détermine l'amplitude du mouvement des orga- nes 7 et 23. Une extrémité d'un pointeau 55 est reliée à pi- vot au piston 23, tandis que son autre extrémité est disposée
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de manière à pouvoir glîszer uan3 l'ouverture ne 1 a,7ut.,s 54.
Le pointeau 55 se meut aveo lea organes 7 et 23 et il est oons- ttuit de manière à maintenir l'ouverture de l'ajutage 54 libre de dépôts de sel et éventuellement d'impuretés qui peuvent être présentes dans le fluide.
Le diamètre du pointeau b5 devra évidemment être moin- dre que celui de l'ouverture de l'ajutage 54, afin de permettre le passage du fluide dans la chambre 26. Cette chambre 26 oom- munique au moyen des canaux 56 et 57 (figures 5 et 7) avec une chambre de soupape 58 (figures 6 et 7). Dans cette chambre est logée une soupape 33 pouvant ouvrir et fermer la communication entre le canal 35 et la chambre 58 par l'action d'une oame 36 disposée sur un axe 59 dont l'extrémité extérieure est reliée au levier 37.Lorsque la soupape 33 se lève, malgré l'action du ressort 60, par la rotation de la came 36, la chambre 26 est mise en communication avec le oanal 35 par la chambre 58. le oanal 35 s'ouvrant dans le tuyau d'échappement 16.
La pres- sion dans la chambre 26 sera donc réduite, puisque l'ouverture de décharge de la chambre 58 est plus grande que l'ouverture de l'ajutage 54,, La. pression du liquide dans la chambre 21 surpassera maintenant la pression dans la chambre 26 et ainsi
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les organes ? et 23 se déplaceront vers la droite (figure 4).
Lorsque ces organes atteignent leur position extrême de droite, le levier 37 est renversé au moyen d'un mécanisme de commande décrit ci-après, en produisant ainsi la rotation en sens inver- se de la came 36 et l'application de la soupape 33 vers le bas, contre son siège 61, par suite de l'action du ressort 60, de façon à interrompre ainsi la communication entre la chambre 58 et le oanal 35. Lorsque le levier 37 est de nouveau renver- se sé, les organes 7 et 23 déplaceront de nouveau vers la gauche.
Afin d'assurer, dans toutes les conditions, la rota- tion voulue de l'organe 1 décrite pour la figure 1, on a prévu un mécanisme d'arrêt 62 chargé par un ressort qui présente un dispositif d'encliquetage 63 pouvant empêcher la rotation du disque 38 dans le sens inverse.
Le mouvement du mécanisme de la soupape est commencé en déplaçant la poignée 48 vers la gauche, dans la position montrée à la figure 5. La poignée 48 est reliée rigidement à une pièce en forme de T, 64 qui est aussi déplacée dans le mê- me sens que la tige de commande 44, reliée à son tour au moyen de la vis 65 à la pièce 64. L'extrémité de droite de cette piè- oe est pourvue sur son oôté intérieur d'une saillie rectangu- laire 66 ayant une surface supérieure et une surface inférieu- re planes de glissement contre lesquelles, par le mouvement de va-et-vient de la pièce 64, une cheville 67, placée sur le oôté extérieur de l'extrémité du levier 37, peut glisser.
Pen- dant le mouvement de la pièce 64, vers la gauche, la cheville 67 glisse sur la surface supérieure de la saillie 66 et le le- vier 37 est ainsi maintenu dans la position de fermeture de la soupape 33. Lorsque la saillie 66 s'est déplacée vers la gauche d'une distance suffisante, la cheville 67 est dégagée de la surface de glissement supérieure de la saillie 66.
Un levier 68; supporté de façon à tourner sur un tourillon 69,
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àl'extrémité de gauche de la pièce 64, et chargé par un res- sort 70 possède une partie à angle droit 71 qui s'applique oon- tre une cheville 72 disposée du côté intérieur du levier 37 et qui fait ainsi descendre l'extrémité de gauche de ce levier malgré l'action d'un ressort 73 de manière à ouvrir la soupape 33. La pression du fluide dans la chambre 21 produira le dépla- cement des organes 7 et 23, vers la droite, en produisant ain- si la rotation de la soupape 7 comme c'est décrit ci-dessus. Le disque 38 s'engage alors avec la tige 44 qui est déplacée vers la droite avec la pièce 64.
Pendant ce mouvement la cheville 67 glisse le long de la surface inférieure de la saillie 66. En même temps une surface de glissement inclinée 74 du levier 68 s'engage dans une cheville 75 reliée rigidement au corps 1 de la soupape, en faisant tourner l'extrémité de droite du levier 68 vers le haute Lorsque la saillie 66 a atteint sa position extrême de droite, la cheville 67 est dégagee et le levier 37 est mis en rotation au moyen du ressort 73, de sorte que la sou- pape 33 est de nouveau ferméeo Les organes 7 et 23 sont alors le de nouveau déplacés vers la gauche et/fonctionnement mentionné oi-dessus se répète.
Le mécanisme de commande décrit ci-dessus est proté- gé au moyen d'une plaque 76 et le disque 38 ainsi que ses par- ties qui coopèrent entre elles est reoouvert par .une collerette 77 . La figure 6 montre l'appareil avec la plaque 76 supposée enlevée.
Dans la construction montrée à la figure 9, la garni- ture 24 du piston 23 est remplacée par une membrane 78 afin d'éviter la rupture éventuelle des pièces de garniture. Pour le reste, la soupape représentée à la figure 9 est construite et elle fonctionne exactement de la même manière que celle dé- orite relativement aux f@gures 4 à 8.
Suivant les figures 10 à 12, le dispositif de la sou-
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pape est combiné avec un compteur d'eau du type habituel, dési- gné d'une manière générale par la référence 79. Le compteur 79 est pourvu d'une came 80 mise en rotation par le mécanisme à eau, et il supporte, au moyen d'un boulon 82, un levier 81 qui s'articule sur ce compteur et qui est pourvu d'une oheville 83 pouvant glisser le long du profil de la came 80, Celle-ci pré- sente une surface de glissement 84, dirigée radialement, et un ressort 85 est disposé entre le corps du compteur et le levier 81.
L'extrémité extérieure du levier 81 porte un levier à deux bras 86 pivotant en 87 et dont le bras intérieur est pressé par un ressort 88 contre un arrêt 89. Le levier 86 est donc empêché de tourner dans le sens des aiguilles d'une mon- tre, et il peut seulement tourner dans le sens inverse des ai- guilles d'une montre malgré l'effort du ressort.88 Le levier 86 entre en prise aveo un levier coudé 90 (figure 12) pivotant en 91 et entourant la poignée 48 au moyen d'un élément en forme de fourche 92. L'extrémité extérieure du levier 90 est pourvue d'une partie en forme de oroohet 93.
Lorsqu'une quantité d'eau déterminée d'avance par le compteur 79 a passé dans la soupape, la oame a tourné jusqu'à la position montrée à la figure 11, et le profil de cette oame permet au ressort 85 de pousser le levier 81 contre le corps du compteur. Ce mouvement fait pivoter le levier coudé 90, en déplaçant ainsi la poignée 48 vers la gauche. Lors d'une action subséquente du compteur d'eau 79, la oame 80 tournera et dépla- oera aini le levier 81 vers l'extérieur à rencontre de l'ao- tion du ressort 85.
Avant d'atteindre la position montrée à la figure 11, le levier pivotant 81 se déplacera d'un côté du oro- ohet 93 du levier 90 de manière à venir en prise avec l'autre côté de ce crocheta Ce mouvement est rendu possible, par le le- vier pivotant 86 qui tourne dans un sens inversa aux aiguilles d'une montre, dans son mouvement au-delà du crochet 93, à l'en-
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oontre de l'action du ressort 88.