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SOUPAPE A MEMBRANE.
La présente invention est relative à une soupape à membrane avec membrane d'obturation pour le liquide serrée sur son bord, faite en une matière élastique et un organe élastique, transmettant à la membrane la pression de serrage du piston de soupape.
On connaît déjà des soupapes à membrane dans lesquelles la pression assurant la fermeture et l'étanchéité est transmise, par un organe élastique de transmission, à la membrane également élastique, ce qui permet d'éviter une pression directe sur celle-ci de pièces métalliques. Un contact direct de ce genre avec des parties métalliques du piston de soupape entraînerait des détériorations de la membrane lorsque l'on utilise ces 'soupape pour des liquides contenant des schlamms ou des grains fins.
Ce type de soupape présente, d'autre part, l'inconvénient que la membrane, en position de fermeture, porte sur le siège de soupape par une grande partie de sa surface non serrée car l'organe transmettant la pression a une forme s'adaptant à la surface du siège de soupape. De ce fait, la pression de fermeture est répartie sur toute la surface de la membrane et lespetites inégalités du siège de soupape, qui est la plupart du temps en fonte, nuisent à une parfaite étanchéité
En outre, dans lessoupapes qui sont soumises, dans la conduite de la soupape, à des pressions variant fortement et souvent même à des dépressions, il arrive que la membrane élastique rentre partiellement, du fait de la dépression, dans l'un des ajutages de la conduite, de sorte que, avec le temps , elle perd de son élasticité et conserve une surface ondulée,
ce qui donne lieu à une réduction de la section de passage et un "battement" de la membrane pour des positionsd'étranglement déterminées *de la membrane.
Selon l'invention, on remédie à ces inconvénients grâce à ce que la membrane d'obturation est suspendue au piston de soupape, que l'or-
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gane transnettant la pression de fermeture est une baguette en une matière élastique disposée transversalement au sens de passage du liquide et que; du coté situé à l'opposé du siège de soupape, la membrane est munie d'une membrane de soutien non élastique, distincte de ladite membrane d'obturation.
Grâce à la suspension de la membrane au piston de soupape, on assure un écartement parfait de cette membrane d'avec le siège de soupape et on empéche un battement. La surface de pression étroite par rapport à la surface de la membrane, constituée par la baguette de transmission de pression, assure une bonne étanchéité, indépendamment des inégalités du siège de soupape, tandis que la membrane de soutien non élastique soutient la membrane à liquide dans chacune des positions d'étranglement de la soupape, c'est-à-dire empêche une grande déformation de celle-ci ou son évasement sou l'action de la pression du liquide.
Du fait que la membrane de soutien constitue une couche autonome, distincte de la membrane d'obturation et n'est pas prise par vulcanisation dans celle-ci comme dans les formes de réalisation connues, la fabrication en est plus simple et meilleur marché.
De préférence, la baguette de transmission de pression est en caoutchouc,comme la membrane d'obturation.
De façon avantageuse, la membrane est suspendue au moyen d'une ou, suivant la grandeur de la section d'écoulement, de plusieurs pattes de suspension, réunies elles-mêmes, au moyen d'un axe pouvant s'enlever facilement.,au piston de soupape de sorte que l'on peut remplacer la membrane facilement et sans outil spécial.
On a représenté deux exemples de réalisation d'une soupape à membrane selon l'invention sur le dessin ci-annexé sur lequel : - la figure 1 représente en coupe un premier exemple avec une patte de suspe nsion ; - la figure 2 est une coupe, perpendiculaire à la précédente, du piston de soupape de cet exemple, avec membrane à liquide et baguette de transmission de pression fixées à lui ; - la figure 3 est une vue oblique d'une membrane avec patte de suspension ; - la figure 4 est une coupe d'un deuxième exemple avec deux pattes de suspension.
La boite à soupape 1 comporte deux brides d'extrémité 2 servant à brancher la soupape dans une conduite et un canal de passage 3, rectiligne., reliant ces deux brides, ce canal s'élargissant au milieu pour former un siège 4 de soupape plat, en forme de calotte sphérique. Dans la boite 1, coulisse un piston de soupape 7 que fait monter et descendre une tige 5, munie d'un volant 6, et qui présente des rainures latérales 8 coopérant avec des nervures de guidage correspondantes 9 de la paroi intérieure de la boîte, de sorte que le piston est empêché de tourner.
Le piston 7 (figure 2) est essentiellement en forme de demisphère et il comporte une rainure 10, trapézoïdale en section transversale, disposée perpendiculairement au sens de passage dans la soupape et, dans cette rainure, se loge une baguette en caoutchouc 11, trapézoïdale en section transversale, (figures 1, 2 et 4) qui est maintenue dans la rainure 10 grâce à sa force élastique interne.
La baguette élastique 11 transmet la pression de fermeture du piston 7 à la membrane 12, qui est également en caoutchouc et qui est serrée sur son bord au moyen de plusieurs vis, réparties sur son pourtour et servant en même temps à fixer la partie supérieure de la boite 1 à la partie inférieure
La membrane 12 forme corps avec une patte de suspension 13 (figure 3), également en caoutchouc et vulcanisée avec elle. La patte 13 pénètre dans un évidement 14 du piston auquel elle est réunie par un axe 15 pouvant s'enlever facilement (figure 2) A coté de l'ouverture de passage 16
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pour cet axe 15, la patte 13 comporte un évidement 17 servant au passage de la baguette 11 qui est ainsi directement au contact de la membrane 12.
Grâce à ce type d'organes reliés au piston, l'axe 13 est empêché de se dé- placer par inadvertance grâce à la baguette 11 montée dans la rainure 10, mais il peut être sorti sans aide spéciale après avoir enlevé la baguette
11, ce qui permet de changer rapidement et facilement la membrane 12.
Une membrane d'appui 18, non élastique et relativement mince par rapport à la membrane 12, en une matière en fibre artificielle, par exemple en nylon, vymon, dynel ou matière analogue, soutient la membrane 12 dans toutes les positions d'étranglement de la soupape, c'est-à-dire qu'elle empêche que cette membrane 12 s'incurve, sous l'effet d'une grande pression de liquide, dans l'espace annulaire restant entre le piston 7 et la botte 1.
La membrane 18 est,comme la membrane 12, serrée sur son bord dans la botte
1 et elle comporte une ouverture pour le passage de la patte 13. Comme elle n'est pas élastique, lorsqu'elle est complètement étendue, elle s'a- dapte à la forme du siège de soupape. Entre les deux membranes, il est avantageux de mettre une couche de poudre de talc de manière à réduire le frottement lors de déplacements réciproque sa
Dans la soupape à membrane de la figure 4. pour plus grandes sections d'écoulement, la membrane 19 à liquide comporte, au lieu d'une, deux pattes de suspension 20, ce qui permet d'écarter parfaitement la plus grande membrane du siège de soupape, même pour une dépression sensible.
Les pattes 20 sont fixées chacune, au moyen d'un axe 13, sur le piston qui comporte, de façon correspondante, deux évidements 14. La membrane 19 comporte, sur son bord, un bourrelet annulaire 21 qui est maintenu dans une rainure annulaire correspondante 22 de la boite 23, pour assurer un meilleur ancrage par rapport aux fortes pressions effectives de liquide. Pour le reste, la construction et le mode de fonctionnement de cet exemple de réalisation correspondent à ceux de l'exemple de la figure 1. Au lieu de deux, il pourrait aussi être prévu quatre pattes de suspension ou plus, suivant la grandeur de la surface non serrée de la membrane et des pressions de liquide qui se présentent.
La membrane à liquide peut être découpée dans une plaque de caoutchouc et son épaisseur peut être adaptée à la grandeur de la soupape et à la matière qui passe.
Pour réduire le frottement de la tige 5, celle-ci peut, dans de très grandes soupapes, être munie d'un palier à billes de poussée.
Au lieu detre actionné à la main au moyen d'une tige filetée, le piston de soupape peut l'être hydrauliquement ou pneumatiquement ou, encore, à l'aide de servomoteurs électriques réversibles.
Comme il n'y a pas de pièces métalliques portant directement sur la membrane, on peut utiliser ces soupapes même pour des liquides contenant des schlamms ou de petits grains, sans que la membrane soit endom- magée par la pression de fermeture.
Du fait que la trajectoire d'écoulement est rectiligne dans la soupape et que la siège de soupape est plat, la résistance à l'écoulement du liquide est très faible.