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PERFECTIONNEMENTS AUX VANNES OU OBTURATEURS POUR CONDUITES ET CAPACITES A FLUIDE SOUS FORTE PRESSION, EN PARTICULIER LES
EXTINCTEURS D'INCENDIE ET SEMBLABLES.
L'invention est relative aux moyens d'obturation pour conduites et capacités à fluide sous forte pression, et concerne en particulier les dispositifs obturateurs utilisés avec ces conduites et.capacités, dans les,quels un clapet obturateur s'ouvre à l'encontre de.la pression du fluide.
Dans les dispositifs obturateurs de ce genre, on éprouve de grandes difficultés pour assurer l'étanchéité du clapet, ce qui est dâ, entre autres, au fait que les matières de garniture généralement souples, normalement utilisées,sont sujettes à s'altérer, cette tendance étant d'autant plus marquée que ces matières sont soumises à des régimes thermiques plus,sévères, notamment par la détente des fluides fortement comprimés, ou en raison du climat, comme dans les pays chauds, ou pour d'autres
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raisons, telle- une action chimique du fluide par exemple.
D'autre part, en général pour les mêmes raisons, des pertes de fluide 'à travers le mécanisme de commande du clapet ne peuvent être évitées lors de la décharge, et il en est de même lors du rechargement des conduites ou capacités en fluide comprimé, lors- que ce rechargement s'effectue, ce qui est le plus souvent le cas, par passage du fluide à travers le dispositif obturateur.
L'invention a pour but surtout de remédier à ces inconvénients et de procurer un dispositif obturateur dont l'étanchéité peut être assurée en toutes conditions, c'est-à-dire tant à l'état de charge complète ou partielle de la conduite ou capacité , que lors de la charge et de la décharge de cette conduite ou capacité, et cela quelles que soient les conditions climatériques ou autres auxquelles le dispositif obturateur peut être soumis, ou encore la nature du fluide emmagasiné.
Elle vise également' à procurer l'étanchéité lors de la charge 'd'une manière en principe automatique.
A cet effet elle consiste, principalement, en même temps qu'à équiper le dispositif obturateur de garnitures de clapet en matières stables et inaltérables, tels les métaux et alliages métalliques, la fibre, l'ébonite, les résines synthétiques et les matieres se comportant d'une façon analogue, comme le caoutchouc synthétique, et semblables, désignées ci-après par matières du genre précité, qui, d'une façon générale, sont dures et manquent de la souples- se nécessaire pour constituer des jointe facilement étanohes, à lui faire comprendre des moyens pour bloquer mécaniquement un clapet principal sur son siège, ces moyens étant constitués par un levier de manoeuvre ou l'équivalent qui,par coopération soit avec un organa de blocage associé au clapet, soit avec une butée ou autre moyen de verrouillage,
procure un appui stable pour l'organe de blocage du clapet principal sur son siège.
Elle consiste également, à rendre le cas échéant cet appui
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élastique, l'élasticité de l'appui concourant au blocage du dit clapet principal sur son siège.
Elle consiste encore, afin d'améliorer l'isolement du passage d'écoulement du fluide, tant à la charge qu'à la décharge, à prévoir en association un clapet auxiliaire ainsi que des dispositifs pour bloquer mécaniquement,le cas échéant avec le concours de moyens élastiques, ce clapet auxiliaire sur son siège.
Avantageusement, les dits clapets principal et auxiliaire sont prévus de manière que le fluide exerce une action différen- .te sur chacun d'eux, en particulier une action moindre sur le clapet auxiliaire que sur le clapet principal:
Et afin que l'on puisse bien comprendre comment les sus- dites dispositions peuvent être pratiquement réalisées, on décrira ciaprès plus en détail certains modes préférés d'exécution, donnés à titre d'exemples, et illustrés plus ou moins schématiquement par les dessins annexés, dans lesquels :
Fig.l est une vue en élévation latérale et coupe partielle d'une première réalisation;
Fig.2 est une coupe transversale, partielle, par 2-2 de la fig.1;
Fig.3 montre, en coupe partielle analogue à la fig. 2, le détail d'une variante; Fig.4 montre en élévation latérale et coupe partielle une autre réalisation;
Fig.5 est un détail de la réalisation suivant la fig.4;
Fig.6 montre, d'une manière analogue à la fig.4, une variante de la disposition de cette figure,
Fig.7 montre en coupe partielle, une autre cariante;
Fig.8 montre l'application, à des vannes à double clapet de fermeture.
Fig.9 est une vue en coupe axiale,partielle,d'une variante.
En se référant aux figures 1 et 2, 1 désigne un corps
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d'une vanne montée sur une capacité à fluide sous forte pression, partiellement indiquée en 2, à l'effet de contrôler la décharge du fluide de cette capacité par l'ajutage 3, auquel peut être raccor- dé un conduit quelconque de distribution, non représenté.
Dans le corps 1 est monté un clapet ou soupape 4, reposant sur son siège 5, avec interposition d'une garniture d'étanchéité en une matière du genre précité, en particulier métallique*
Dans la réalisation, cette garniture est formée par un anneau de métal blane, ou analogue, 6, serti dans un évidement annulaire du clapet 4,
Pour sa commande, le clapet 4 est relié, par exemple par vis-, sage, par un prolongement 7, à une tige coulissante 9, traversant un guide 9 vissé sur le corps 1.
Au delà de ce guide, la tige.de manoaevre est filetée comme on le voit 'en 10
D'autre part, formé d'une pièce avec la tige 8 ou rapporté sur celle-ci, on a prévu un plateau 11, dans lequel est formé un évidement circulaire,.évidement qui reçoit également une garniture d'étanchéité en une matière du genre précité, notamment une garni- ture métallique, par exemple en métal blanc ou analogue, 12, propre à coopérer avec un siège 13 formé ou rapporté dans le corps 1, de telle façon que lorsque la tige 8-10 est abaissée pour écarter le clapet 4 de son siège, le plateau 11 vienne, par sa garniture 12, s'appliquer sur le siège 13 et former joint avec ce dernier.
Entre les sièges b et 1S est ménagé le passage 14 faisant communiquer l'intérieur de la capacité 2 avec 1*'ajutage 5 lorsque le clapet 4 est écarté de son siège.
En outre sur le corps 1 est monté, par l'intermédiaire d'un pivot 15 ou l'équivalent, un levier de manoeuvre 16, muni d'une ouverture plus ou moins allongée 17 traversée par la partie
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filetée 10 de la tige de commande.
Sur cette partie filetée, et en dessous du levier 16, est ,enfilée sur butée 18, dont la face supérieure est conformée, et par exemple bombée pour coopérer avec des appuis latéraux 19 formés sur des faces opposées de l'ouverture 17, comme on le voit le mieux dans la fig.2. Sur la partie filetée 10, mais au dessus du levier 16, est encore enfilée une butée 20, à face conformée, et notamment bombée,SI, et qui coopère avec le bord 22 de l'ouver- ture 17, bord auquel on a donné la forme d'un siège incurvé de courbure sensiblement correspondante à celle de la face 21,,
La disposition est telle que si l'on visse la butée 20 de manière à provoquer un contact intime de la face SI avec le bord 22, en enserrant le levier 16 entre les butées 20 et 19, ce levier prend,
app@@ par le seul fait du vissage, la position .redressée de la figure, position pour laquelle il applique ferme- ment le clapet 4 sur son siège 5.
A partir de cette position on pourra, en agissant sur l'extrémité 23 du levier 16, écarter le clapet 4 de son siège et, en outre, amener la garniture 12 du plateau 11 en contact avec le siège 13 en isolant ainsi le passage du fluide de la capacité ¯ vers l'ajutage 3. Cette manoeuvre est facilitée par la disposition sur le corps 1 d'une poignée 24, qui est saisie par l'ppérateur en même temps que le levier 16-23, et qui permet également, dans le cas d'extincteurs d'incendie, d'orienter cet appareil et cela à l'aide de la main qui manoeuvre le dit levier.
L'application intime de la garniture 12 contre le siège
13 peut en outre être assurée par le fait que l'on donne au clapet 4 une surface utile plus importante. que celle du clapet auxiliaire
11, de sorte qu'une fois le clapet 4 écarté de son siège, le fluide sous pression exerce une poussée plus considérable sur ce clapet que sur le clapet auxiliaire.
Dans ce qui précède on a considéré uniquement la décharge
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du fluide à partir de la capacité 2.
Lorsque cette capacité doit @tre rechargée à nouveau en fluide comprimé, elle doit être mise en communication avec la sonnce de ce fluide, et à cet effet, dans la généralité des cas, on se sert de l'ajutage 3 et du passage 14.
Lorsque la communication et-dessus est réalisée, notamment par abaissement du levier 16 en appliquant simultanément d'une façon ferme le plateau 11 avec sa garniture 12 contre le siège 13, le fluide comprimé agit également sur le clapet 4 et si l'on a donné à ce cl@pet une étendue utile plus grande que celle du clapet auxiliaire, ce dernier se trouvera maintenu sur son siège, même en libérant l'action manuelle sur le levier 16-23. En pratique on constate que l'action du fluide sur le clapet 4 suffit dans ces conditions pour obtenir une étanchéité parfaite.
Comme le passage du fluide entre la capacité 2 et l'ajutage 3 est isolé tant à la charge qu'à la décharge, aucune garniture en principe d'étanchéité pour la tige à n'est/nécessaire dans la traversée du guide 9 et le passage à travers ce guide peut même s'effectuer avec un jeu suffisant pour rendre aisé le coulissement de la tige de commande.
@râce à l'emploi de garnitures d'étanohéité de clapet du genre défini, notamment de garnitures métalliques 6 et 12, aucune détérioration n'est à craindre, tant du fait de l'abaissement con- sidérable de température résultant de la détente du fluide comprimé lors de la décharge, que du fait de températures élevées dues à des conditions climatériques locales ou à d'autres causes comme par exemple le voisinage d'un foyer d'incendie, une action chimique du fluide, ou autre.
Dans la disposition de la figure 3, l'agencement est analo- gue à celui décrit en référence aux figures 1 et 2, sauf que la butée 1@ peut librement coulisser sur la partie 10, tandis qu'elle
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est pressée sur les éléments de siège 19 par un fort ressort 25, maintenu sous la tension désirée par un plateau 26 visée sur la partie filetée 10. Grâce à ce ressort, la manoeuvre du levier 16-23 est facilitée, le fonctionnement du dispositif étant par ailleurs le même que celui des figures 1 et 2.
Suivant la figure 4, l'appui'qui est pris sur le levier 16 pour assurer le blocage en position de fermeture du clapet 4, est assuré nom par une conformation appropriée d'une portion de ce levier, telle que celle du bord 22 de son ouverture 17 comme exposé plus haut, mais par un appui ou verrouillage de ce levier sur ou par un organe facilement amovible.
Dans la réalisation représentée, cet appui est constitué par un verrou.27 articulé sur un pivot 28 de la poignée 24 et s'enga- geant par une encoche 29 sur l'extrémité 23 du levier 16.
Lorsque le verrou 27 est ainsi engagé, il suffit de visser quelque peu plus avant la butée 20 sur la partie filetée 10 pour déterminer une application énergique du clapet 4 sur son siège 5 et empêcher toute possibilité d'échappement du fluide à ce clapet.
D'autre part, pour la manoeuvre d'ouverture du clapet 4 il suffit de faire basculer le verrou 2f bars l'extérieur pour libérer le levier 16 et permettre d'abaisser ce dernier comme il a été expliqué précédemment.
Lorsque la décharge est terminée, le levier 16 libéré est ramené en position relevée par la poussée du fluide résiduaire sur le clapet 4, et'le verrou 27 peut être enclenché à nouveau, la butée 20 étant au besoin vissée plus complètement pour assurer l'étanchéité.
Au lien d'agir sur cette butée, on peut avantageusement faire intervenir l'élasticité du levier 16, en s'arrangeant pour que, en position relevée, son extrémité occupe un emplacement quelque peu en contrebas de l'encoche 29, comme il est représenté dans la
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fig,5. En exerçant alors une traction de bas en haut sur l'extré- mité du levier on peut engager cette extrémité dans l'encoche 29 et par le même fait appliquer énergiquement le clapet 4 sur son siège.
Par ailleurs, les manoeuvres de rechargement de la capacité ou conduite à laquelle la vanne est associée s'exécute@@ comme il a été décrit en référence aux figures 1 et'2, l'application du clapet auxiliaire 11-12 sur son siège étant, le cas échéant, assurée en donnant au clapet 11-12 une étendue utile moindre qu'au clapet 4.
On pourra du reste, tant lors du rechargement que lors de la décharge, assurer en permanence un contact intime et bien étanche du clapet auxiliaire 11 sur son siège 13, en immobilisant le levier 16 dans sa position abaissée par engagement de son extrémi- té 23 dans une encoche 30 formée en un emplacement convenable du verrou 27, et en faisant quelque peu remonter le cas échéant la butée 18 sur la partie filetée 10 (fig.8),
Cette manoeuvre a en effet pour résultat de presser la gar- niture 12 sur le siège 13 et de remédier à tout défaut d'étanché- ité du clapet auxiliaire si une fuite de fluide s'y manifestait.
Tout comme dans le cas du verrouillage dont il a été question en référence aux figures 4 et 5, on peut s'arranger pour que, lorsque le levier 16 est abaissé de façon à amener la garniture 12 simplement au contact du siège 13, l'extrémité 23 du levier 16 se trouve à quelque distance au dessus de l'encoche 30, la manoeuvre d'abaisser plus avant le dit levier et d'engager la dite extrémité dans la dite encoche,ayant alors pour effet d'ap- pliquer fortement la garniture 12 sur le siège 13 en assurant une parfaite étanchéité du clapet auxiliaire.
A la fin de la décharge ou du rechargement de la conduite ou capacité, il suffira naturellement d'écarter le verrou 27 en le faisant basculer vers l'extérieur pour ramener le levier 16 dans
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sa position relevée, en le verrouillant le cas échéant à nouveau dans cette position par introduction de l'extrémité 23 dans l'en- coche 29.
Oomme il a été indiqué précédemment, le clapet auxiliaire peut être réalisé autrement que sous la forme d'un plateau, et la figure 7 montre une des autres réalisations possibles.
Dans cette figure, la tige 8 est amincie en 31 de façon à ménager un épaulement en 32 et sur cette portion amincie,contre l'épaulement, est monté à joint étanche un plateau ou disque 33.
Entre.ce disque 33 et l'extrémité d'un manchon 34 vissé dans le corps 1, est monté un cylindre métallique ondulé 36, dont le rebord terminal est serré entre la dite extrémité du manchon 34 et un épaulement 35 du corps 1.
Dans ces conditions, lorsque le levier 16 est abaissé pour écarter le clapet 4 de son siège en vue de la décharge du fluide de la capacité ou conduite associée ou du rechargoment de cette dernière, le cylindre ondulé 36 empêche tout échappement du flui- de sous pression.
Au lieu d'avoir recours à un cylindre ondulé 36, on pourrait réduire le diaphragme à un simple plateau formé d'une membrane flexible ou de plusieurs membranes flexibles superposées dont la périphérie est serrée d'une manière étanche entre le corps 1 et la 'base- du manchon 34, tandis que le bord de l'ouverture centrale est serré,. d'une manière étanche entre un épaulement tel que 32 et un plateau tel que 33.
Mises à part les organisations particulières décrites du clapet auxiliaire,la réalisation de cette figure est analogue celle définie en référence aux figures 1 et 2.
La figure 8 montre l'application de l'invention aux vannes à double clapet, le clapet principal 4 agissant en coopération avec un clapet 35 s'ouvrant également à 1'encontre de la pression du fluide.
Comme on peut le voir sur la figure, l'ensemble du clapet principal 4, du clapet auxiliaire 11 et de la tige de manoeuvre
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7-8-10, est monté dans un organe 42 rapporté dans le corps 1 et assujetti à. ce dernier d'une manière étanche quelconque, par exemple par vissage comme on l'a représenté. L'organe rapporté 42 oomporte un tronçon du passage d'évacuation 14 coopérant avec un autre tronçon de ce passage formé dans le corps 1.
Par ailleurs le corps 1 comporte la console d'articulation du levier 16, et un siège 38 pour le clapet 37, la tige 3 de ce dernier étant équipée d'un plateau 40 et montée dans l'aligne- ment de la tige de manoeuvre 7-8-10 des clapets 4 et 11.
Le clapet 37 peut ou non être ramené sur son siège par un ressort 41, et il comporte une garniture d'étanohéité analogue à celles des clapets 6 et 11.
En fonctionnement, lorsque le levier 16 est abaissé pour écarter le clapet 4 de son siège, ce dernier clapet vient en contact avec le plateau 40 et repousse le clapet 37 vers le bas en l'écartant de son siège, l'étanchéité durant la décharge étant assurée par l'application du clapet 11 sur son siège.
Lorsque le levier 16 est ramené en position relevée, le clapet est relevé et, sous l'action de la pression du fluide et, ou ,du ressort 41, le clapet 37 est également ramené sur son siège. L'étanohéité est assurée par les deux clapets 37 et 4, et en tous cas par le blocage de ce dernier clapet 4 sur son siège à la manière exposée précédemment.
Au lieu du clapet auxiliaire 37 et du siège 38, on pourrait prévoir respectivement un percuteur et un diaphragme métallique, le diaphragme étant alors percuté lors de la première manoeuvre d'ouverture du clapet 4 et le restant nécessairement -- -- jusqu'à son remplacement -- c'est-à-dire pour les manoeuvres subséquentes d'ouverture, jusqu'à vidange complète de la capaci- té 2. La vidange en plusieurs phases ou opérations reste néanmoins possible puisque la fermeture de la capacité et l'étanchéité de la fermeture peuvent en tous cas être assurées par le clapet 4.
Dans les dispositions décrites, on a supposé que la partie la 10 de la tige de manoeuvre était rigidement reliée à @partie 8 de
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cette tige.
Dans le cas ou la course d'ouverture est de valeur appré- ciable, ou même, normalement, il peut être intéressant d'éviter les légers basculements des clapets susceptibles d'être provo- qués par l'action du levier de manoeuvre lorsque les parties 10 et 8 précitées sont rigidement renées entre elles.
A cette fin, on peut donner à la partie 10 une certaine liberté, autre qu'axiale vis à vis de la partie 8, ce qui peut être réalisé en articulant ces parties entre elles, d'une manière quelconque, et par exemple à l'aide d'une rotule comme il est représenté dans la fig.9.
Dans cette figure, la partie 10 se termine par une rotule la! engagée dans un logement 8ade la partie ¯, la rotule étant maintenue en place par un chapeau 10b vissé sur la partie 0 et qui sert avantageusement à guider simultanément cette partie dans l'alésage lisse la du corps 1,
D'autre part, on a indiqué en référence aux dispositions décrites que l'étanchéité tant à la charge qu'à la décharge était parfaitement assurée par les agencements de clapets défi- nis. Toutefois, dans l'intervalle du passage de la position d'ouverture à la position de fermeture, ou vice-versa, il peut se produire un léger échappement de fluide si le mouvement n'est pas exécuté avec une extrême rapidité, ce qui peut laisser l'impres- sion d'un manque d'étanohéité.
Pour éviter cet inconvénient, la fig.9 montre qu'entre les éléments relativement mobiles, comme la partie 8 et le corps 1, on peut prévoir une garniture avantageusement réalisée par une ou des rondelles 8b en métal plus ou moins mou, tel le plomb par exemple, enfilées sur la partie 8 ou insérées dans le corps 1, ces rondelles étant de préférence encadrées ou séparées par des rondelles en métal dur telles que 8c. Une bague 8d, assujettie par vissage, peut en outre être prévue pour maintenir la garni- ture en place.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec
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certains modes seulement de réalisation, il est bien entendu qu'elle n'y est pas limitée, et que l'on pourrait apporter aux dispositions définies diverses modifications sans s'écarter de ses limites. Notamment, l'appui ou verrouillage du levier de manoeuvre pourrait être prévu en tout autre endroit de ce levier, ce dernier pouvant naturellement présenter des formes diverses et agir au besoin par des portions conformées en came, ou analogues,
REVENDICATIONS.
EMI12.1
1.- Perfectionnements aux vannes ou obturateurs, pour conduites et capacités 1 fluide sous forte pression, en particu- lier les extincteurs d'incendie et semblables, dans lesquels la décharge s'effectue par déplacement d'un organe obturateur ou clapet à l'encontre de la pression du fluide, lesquels perfection- mements consistent, en même temps qu'à équiper le dispositif obturateur de garnitures de clapet en matières stables et inal- térables, tels les métaux et alliages métalliques, la fibre, l'ébonite, les résines synthétiques et les matières se comportant d'une façon analogue, tel le caoutchouc synthétique et semblables, à lui faire comprendre des moyens pour bloquer mécaniquement un clapet principal sur son siège, ces moyens étant constitués par un levier de manoeuvre, ou l'équivalent, qui, par coopération soit avec un organe de blocage associé au clapet,
soit avec une butée ou autre moyen de verrouillage, procure un appui stable pour l'organe de blocage du clapet principal sur son siège.
2.- Perfectionnements suivant la revendication 19 caraoté- RESUME risés par le fait que l'appui de blocage du clapet principal sur son siège est rendu élastique soit par coopération avec des orga- nes élastiques, soit en faisant intervenir l'élasticité du levier de manoeuvre.
30- Perfectionnements suivant la revendication 1, ou la revendication 2, caractérisés par l'association avec le clapet principal d'un clapet auxiliaire, propre à isoler le passage du