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La présente invention se rapporte à des vannes et, plus particu- lièrement, à des parties de vanne adaptées pour contrôler le passage d'a- gents fluides sous des pressions relativement élevées, telles que celles qui se produisent lors de l'emploi d'acide carbonique liquide.
Les vannes du type auquel on se réfère, se présentent générale- ment sous la forme de disques et sont maintenues sur leurs bases par la pression du fluide, très souvent secondée par un ressort.
L'obturation proprement dite est réalisée au moyen de la partie élastique de la vanne, qui est formée d'une composition comprenant du caout- chouc et du liège combinant les caractéristiques de compression de chacune de ces matières.
Toutefois, en dépit d'avantages certains de cette composition par rapport à d'autres matières élastiques, la très forte pression à laquelle la vanne est soumise provoque la détérioration de sa partie élastique en- déans un laps de temps relativement court et nécessite son remplacement.
Ce manque relatif de sûreté de la vanne, conduisit à entreprendre des recherches dans le but d'améliorer les performances de celle-ci. Une analyse des facteurs de détérioration en cause révéla que le courant froid, inhérent à ce type de matières sous compression, provoque des forces latérales dans la structure de cette partie de vanne. Ces forces donnent naissance à des déformations et crevasses subséquentes lorsqu'un tel courant froid est mis en opposition avec les moyens de retenue comme, par exemple, avec la tête de vanne généralement en forme de cuvette dans laquelle la partie élastique est contenue, et avec le resserrement de la partie centrale de la pièce de fermeture, dû à la compression provoquée par la base de la vanne en forme d'anneau.
La présente invention a pour objet l'élimination de ce défaut de la partie élastique de la vanne à laquelle on se réfère, et qui est soumise à de fortes pressions de la base, en faisant dévier les tensions qui se produisent dans cette partie de la vanne vers une direction qui ne présente aucun danger, rendant ainsi impossible la formation, sur le matériel, de bosses et crevasses subséquentes.
Un autre objectif recherché est de produire une vanne répondant au but à atteindre, cité en premier lieu, et comprenant une pièce de déviation de tension incorporée dans la pièce d'obturation de la vanne. Cette pièce aurait une forme appropriée pour neutraliser les pressions internes de la pièce d'obturation, en tenant compte de leur répartition relative dans cette pièce.
Un troisième but est de fournir à la vanne des éléments de fixation de la pièce d'obturation, façonnés intérieurement en conformité avec la distribution relative des tensions sur la périphérie de la pièce d'obturation.
Ces objectifs, et d'autres encore, seront mieux et plus clairement compris grâce à la description détaillée et illustrée qui suit et aux dessins qui l'accompagnent, parmi lesquels : - la figure I. est une coupe en diageamme d'une vanne en concordance avec la présente invention; - la figure 2, montre, en coupe, une application illustrant l'invention et - la figure 3. est une vue en coupe d'une autre application de l'invention.
Dans ces figures, pour lesquelles les mêmes références ont été utilisées pour les mêmes éléments, I. se rapporte à une pièce d'obturation élastique, du type conventionnel en forme de disque, formée d'une composition incluant du caoutchouc et du liège, dans des proportions exactes déterminées par l'élasticité désirée et les caractéristiques du courant de fluide. Toutefois, la composition de la pièce d'obturation ne sera pas décrire
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en détail, celle-ci ne faisant, pas partie de l'invention.
Le moyen de fixation de la pièce d'obturation, qui est une pièce métallique en forme de cuvette 2., généralement en laiton, présente un bord supérieur retourné comme au 3. pour retenir adéquatement la pièce d'obturation. La vanne est montrée posée sur la base en forme d'anneau 4.; elle est pressée sur celle-ci par la pression du fluide agissant à l'arrière de la vanne dans la direction indiquée par la flèche 5.
Les surfaces en coupe 9. indiquent approximativement les parties de la pièce d'obturation I. soumises à la compression provoquée par la base 4. , dont les forces de compression ont comme résultante une compression latérale de la partie centrale de la pièce d'obturation située entre les deux surfaces 9. Ces forces latérales, en considérant la partie centrale de la pièce d'obturation, diminuent en intensité vers le bas de celle-ci, c'est-à-dire qu'elles sont inversement proportionnelles à la distance à partir du point de compression maximum-vers la base 4.
Si la partie centrale II, de la pièce d'obturation décrite ci-dessus, était divisée en couches horizontales, on pourrait constater que, par suite de la compression latérale, tel qu'expliqué ci-dessus, de semblables couches tendent à être projetées vers le haut avec des forces de traction résultantes entre elles.
La matière dont est faite la pièce d'obturation, a une composition telle qu'elle ne présente qu'une faible tension et que les forces de traction internes y produites provoquent à sa surface la formation de bosses qui finissent¯par se rompre. C'est à la périphérie de la partie supérieure de la pièce d'obturation, entre la base 4. et la pièce de fixation 3., que se produisent les dites forces.
La figure I, montre la partie centrale vulnérable qui est sujette à des pressions latérales, remplacée par une pièce d'espacement 14. fixée sur le fond de la pièce de fixation en forme de cuvette 2. au point 15. et ayant la forme d'un cône coupé et retourné, de manière à compenser les forces de traction décrites ci-dessus,
La surface de contact 16., entre la pièce d'obturation et la pièce d'espacement 14. qui s'incline vers le bas et vers l'intérieur, provoque la déviation vers le bas des forces latérales et arrive ainsi à distri- buer celles-ci, sans danger, vers le fond 17. de la cuvette de retenue 2.
La figure 2. donne une vue en coupe d'une autre vanne construite en concordance avec les données de la présente invention
La tige 18. s'érige au centre de la pièce d'obturation en forme d'anneau I., qui peut faire partie intégrante de la base 17. de la pièce de retenue 2. en forme de cuvette. Un coussinet métallique en forme de cône coupé renversé 19. est glissé-sur la tige 18., sa base étroite reposant au pied de la tige 18. , sur la base 17. de la cuvette 2.. Le coussinet 19. dépasse jusqu'à un certain point la pièce, d'obturation I. et est façonné de façon à former un rebord pour recouvrir la surface de la pièce d'obturation, comme montré au 20.
Le rebord sert en partie à renforcer la pièce d'obturation et, en partie, comme guide à la vanne, dans son ensemble, en tenant compte de l'espace¯cylindrique 21., délimité par la base circulaire 4., à laquelle le rebord se conforme en ce qui concerne son diamètre extérieur. Ceci est d'une importance pratique, lorsque la vanne, et c'est le cas ici, est du type mobile et non-attaché et qu'elle est', conçue pour être mue au moyen d'une goupille (comme indiqué au 22. ) qui, normalement, n'est pas en contact avec la vanne proprement dite. La tige 18. est rivetée audessus de la saillie formant rebord 20., comme indiqué au 23. et suffisam- ment envastrée comme montré au 24. pour recevoir la goupille 22.
La.figure 3. illustre le même principe, appliqué aux parties périphériques de l'anneau d'obturation 9, présentant des parois intérieures
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inclinées vers l'extérieur 25., dans la pièce de fixation en forme de cu- vette. L'anneau d'obturation est fagonné de façon à s'y adapter. Il ré- sulte d'un examen des dessins et à la lumière de l'analyse présentée ci-des- sus, que ceci représente l'application définitive du principe en cause en concordance avec la présente invention, consistant en une élimination pra- tique de toutes les déformations de la pièce d'obturation, dues à la pres- sion de base.
Cependant, ayant décrit les applications essentielles de mon in- vention, il doit être entendu qu'elles doivent être comprises comme étant illustratives et non limitatives et que je me réserve le droit d'apporter telles modifications de forme, construction et arrangement de pièces que tombant dans l'esprit et le schéma des revendications qui suivent.
Je revendique :
I. une partie de la vanne convenant pour obturer une base en forme d'anneau employée en connection avec un agent fluide sous haute pression, la dite partie comprenant une pièce de fixation en forme de cuvette ayant une pa- roi cylindrique substantielle et un fond; un bourrage en forme de disque annulaire, formé d'une matière élastique se trouvant dans la dite pièce de fixation, la partie supérieure de la dite paroi s'étendant intérieurement et retenant le bourrage en question dans la pièce de fixation en cause, libre de toute tension-afin de maintenir son élasticité naturelle, le dit bourrage possédant une ouverture centrale en forme de cône tronqué renversé et étant adapta pour être comprimé axialement le long d'une section annulaire de celle-ci correspondant pratiquement à la base de la vanne, quand elle repose sur celle-ci,
et étant soumise à des pressions latérales, radiales, découlant de ceci, sur les parties radiales intérieures de la pièce annulaire; et une partie rigide fixée à la dite pièce d'obturation et traversant l'ouverture, la partie rigide en question possédai une portion en forme de cône tronqué correspondait à la forme de l'ouverture de la pièce de bourra- ge en question et engageant celle-ci dans l'ouverture :
dit bourrage étant adapté pour être pressé contre la base de la vanne de manière à comprimer ce bourrage, d'où il résulte que les pressions latérales dans le bourrage, agissant contre la partie rigide, sont déviées vers le bas au moyen de la pièce en forme de cône tronqué faisant partie du membre rigide, et sont dirigées vers le fond de la pièce d'obturation aux fins d'éviter que le bourrage se recourbe vers le haut.
2. une pièce de vanne convenant pour obturer une base en forme d'anneau employée en connection avec des agents fluides à haute pression, la dite pièce comprenant une pièce de fixation en forme de cuvette possédant une paroi et un fond: une pièce de bourrage annulaire, en forme de disque, se trouvant dans la dite pièce de fixation, libre de toute tension afin de maintenir son élasticité naturelle, le dit bourrage possédant une ouverture centrale ayant la forme d'un cône tronqué renversé, et étant adapté pour être comprimé axialement le long d'une section annulaire correspondant approximativement à la base de la vanne quand posée sur celle-ci et étant sujette à la compression radiale latérale, découlent de ceci, sur des portions radiales intérieures de la section annulaire:
une partie rigide passant par l'ouverture, présentant une partie en forme de cône tronqué renversé ayant pratiquement la même forme que l'ouverture de la pièce de bourrage et fixant le dit bourrage à l'ouverture et ayant une seconde portion en forme de cône tronqué au-dessus du bourrage pour guider la pièce de vanne dans la base: les moyens de fixer le dit membre rigide à la piècp de fixation en question.
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