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Cette invention concerne les vannes d'arrêt dont le dispositif obturateur est séparé du passage d'écoulement du liquide par une membrane en une matière telle que du caouthcouc qui constitue l'organe réducteur d'é- coulement de la vanne, cette membrane comprenant une partie de forme cupu- laire hémisphérique et une bride qui en est solidaire et s'étend dû bord de la partie hémisphérique vers l'extérieur, l'organe commandant la ferme- ture de la vanne ayant une extrémité hémisphérique et la membrane étant fi- xée par serrage de sa bride au boisseau de la vanne, de telle sorte que lorsqu'on abaisse l'organe de commande pour fermer la vanne, la partie hé- misphérique de la membrane est tendue par l'extrémité hémisphérique de l'or- gane de commande et sa surface intérieure est entièrement supportée,
pendant toute la manoeuvre de fermeture par l'extrémité hémisphérique de l'organe de commande.
Jusqu'ici, on donnait à la partie cupulaire hémisphérique de la membrane en caoutchouc une épaisseur sensiblement uniforme ce qui entrai- nait certaines difficultés pour assurer l'étanchéitéé au fluide de la vanne fermée et, en bref, la présente invention a pour but de procurer une cons- truction perfectionnée de vanne d'arrêt du genre mentionné dans laquelle cet inconvénient soit réduit ou éliminé.
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Suivant la I)1.1BSentia 'irtven"Uon la vanne d'arrêt du -genre spécifié est caractérisée en ce que l'épaisseur de la paroi de la partie cupulaire hémisphérique de la membrane décroît à peu près uniformément du centre de cette partie au bord de celle-ci. Avec cette disposition, la force d'exten- sion produite lorsqu'on abaisse l'organe de commande dans la position de fermeture est telle (par un choix approprié de la matière de la membrane et de la variation de son épaisseur ) que quand la vanne est complètement fer- mée, la membrane présente une épaisseur sensiblement uniforme du centre jusqu'au bord et un contour prédéterminé tel qu'elle ferme exactement le passage d'écoulement.
Il est évident que lorsque l'organe de commande est abaissé dans la position de fermeture, l'effort exercé sur la membrane pour . la tendre atteint son maximum au centre de la partie hémisphérique et dé- croît vers le bord de celle-ci de telle sorte que l'effort de tension est maximum à la partie centrale qui, ayant une plus grande épaisseur à l'état\ normal détendu, résiste davantage à l'effort de tension que le bord.
On décrira ci-après à titre d'exemples seulement, des applica='
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tions pratiques de la entie ï:xnCia. en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
Fig. 1 représente, à gauche d'une ligne verticale médiane, une élévation d'une vanne comportant une membrane hémisphérique et, à droite de cette ligne, une coupe-,verticale longitudinale de cette vanne,
Fig. 2 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne II-II de la Fig. l,
Fig. 3 montre, à gauche de la ligne verticale médiane, une vue en bout de la vanne représentée sur la Fig, 1, et à droite de cette ligne, une coupe verticale transversale de la vanne, en position d'ouverture.
Fig. 4 montre, à gauche de la ligne verticale médiane, une coupe verticale transversale de la vanne suivant la Fig. 1 dans la position fer- mée et, à droite de cette ligne, une élévation de côté de la vanne dans la même position.
Fig. 5 est une coupe verticale longitudinale de la vanne compor- tant une membrane ellipsoïdale
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?ié1'* 6 est tun.e-lcoupe:r,hori.zo'n.tjtl:dmiv.a,ni.lltilPJ.igkeN:V-1;L:,-.:tt:â..f1g. 5, Fig. 7 est une coupe verticale longitudinale de la cuvette de
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vanne,de la membrane et de l'organe de commande représenté sur la fig. 5, nais dans la position de fermeture.
Fig. 8 est une coupe verticale de la membrane genre caoutchouc suivant 1'axe de la fige 6.
Le boisseau en fonte 10 de la vanne.(Fig. 1) comprend des brides 11, 12.et est traversé de bout en bout par un conduit 13 en deux parties qui communiquent entre elles par la cuvette 14 de la vanne lorsque celle-ci est ouverte. Les parties mobiles de la vanne consistent en une membrane élastique 15, un organe de commande ou'plongeur de compression 16, un écrou de guidage 17, une tige 18 et un volant à main 19. La section transversale verticale de la partie cupulaire de la membrane 15 est délimitée par deux demi-cercles excentriques qui forment une épaisseur de paroi maximum du centre (en 20) et une épaisseur de paroi minimum à la circonférence de la membrane 15 adjacente à la bride solidaire 21.
Une vis de fixation 22, dont la tête est moulée dans la membrane 15, est vissée dans le trou taraudé 23 de l'organe de commande ou plongeur de compression 16 lors du montage, après quoi la bride 21 est appliquée sur la surface supérieure du rebord 24 de la cuvette de la vanne. L'écrou de guidage 17 est logé dans une rainure de forme appropriée 25 du plongeur de compression 16 et assure les déplacements verticaux de ce plongeur mais il est empêché de tourner autour de l'axe ver- tical par ses parties plates 26 et 27 (Fig. 2) portant contre les parois plates de la rainure du plongeur.
La partie filétée de la tige 18 est vissée dans l'écrou de guidage 17, sa partie inférieure s'étendant dans une ouver- ture cylindrique 28 (Fig. 3) du plongeurdde compression 16 lorsque celui-ci occupe la position d'ouverture, tandis que la partie supérieure non filetée de la tige est fixée par une goupille fendue 29 au volant à main 19. La bri=- de 21 est serrée étroitement entre le rebord 24 de la cuvette de la vanne et le rebord 30 du couvercle en fonte 31 au moyen de boulons 32 et d'écrous 33. Le plongeur de compression 16 est empêché de tourner autourtde l'axe ver- tical par des nervures supérieures 34 (fig. 2) coulissant lors du déplace- ment vertical à l'intérieur et le long de deux rainures verticales 35 du couvercles 31 (Fig. 2).
On ferme la vanne en faisant tourner la tige 18 au moyen du vo- lant à main 19 et en faisant descendre aussi le plongeur de compression 16 au moyen de l'écrou de guidage 17, dans la cuvette 14 de la vanne. En même temps, le plongeur de compression 16 force la partie cupulaire et la mem- brane 15 à se tendre et à descendre dans la cuvette de la vanne jusqu'à ce que la membrane atteigne le siège de la vanne dans la cuvette (Fige 3) sous une pression constante et en étant supportée positivement par la partie in- férieure du plongeur 16. Dans l'état de fermeture final (Fig. 4), la sur- face active 36 du plongeur de compression 16 est uniformément espacée du siège de la cuvette de la vanne et comprime la membrane 15 sous forme d'une paroi d'épaisseur uniforme.
Les forces qui agissent alors sur la membrane sont indiquées sur la fig. 7 qui représente une variante de la vanne, mais elles peuvent aussi être appliquées à la vanne représentée sur la fig. 1.
La force maximum P agissant dans l'axe vertical est égale en grandeur aux forces parallèles 5 et P2 agissant plus près de la circonférence de la membrane, mais les forces de compression perpendiculaires à la surface de la membrane, à savoir les composantes radiales R1 et R des forces P et P2 respectivement sont plus faibles que la force maximum ? et compriment pro- gressivement l'épaisseur de paroi de la membrane dans une mesure d'autant plus faible que les forces sont plus rapprochées de'la bride 21 de la mem- brane.
On ouvre la vanne en soulevant le plongeur de compression 16 à l'aide du mécanisme de commande ci-dessus décrit, ce qui permet à la membra-
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ne élastique 15 de reprendre sa forme initiale représentée sur les Figs, 1 et 3,son épaisseur croissant vers le centre de la partie oupulaire Le plongeur de compression 16 contribue aussi à ramener la membrane 15 dans sa position d'ouverture en la soulevant par la vis de:fixation 22.
Une variante de la vanne est représentée sur les Figs. 5, 6, 7 et 8. Cette vanne est dans une certaine mesure semblable à celle représen- tée sur les figs. 1, 2, 3 et 4, et par conséquent, les mêmes chiffres de référence ont été utilisés pour désigner les mêmes parties. La partie cu- pulaire de la membrane 40 (Figs. 5 et 8) présente une configuration ellip- soïdale et son épaisseur de paroi (lorsque la vanne est ouverte) décroît d'une manière sensiblement uniforme du centre de la partie cupulaire à la bride périphérique 21 (voir Fig. 8). La membrane est comprimée de façon à avoir une épaisseur uniforme lorsque la vanne est fermée (Fig. 7). Le grand axe de la membrane ellipsoïdale est dirigé perpendiculairement à l'écoule- ment du fluide dans la vanne.
La surface active 36 du plongeur de compres- sion 16 affecte une forme ellipsoïdale et occupe une position parallèle au siège ellipsoïdal 41 de la cuvette de la vanne dans la position de ferme- ture ou de compression.
De même, on peut adopter des formes ovales ou d'autres formes non circulaires pour la partie cupulaire de la membrane, la vanne fonction- nant, sous les autres rapports, de la manière décrite avec référence aux dessins annexés.
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1.- Vanne d'arrêt caractérisée en ce que son dispositif obtura- teur est séparé de l'espace pour l'écoulement du liquide par une membrane en une matière genre caoutchouc qui constitue l'organe réducteur d'écoule- ment, cette membrane comprenant une partie de forme cupulaire hémisphérique
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et une partie en formé de bride qui en est solidaire-'et'part"au bord de la partie cupulaire, l'organe commandant la fermeture de la vanne présente une extrémité active hémisphérique qui est entourée intimement par'la partie cu- pulaire de la membrane, de telle sorte que lorsqu'on abaisse l'organe de commande dans la position de fermeture cette partie cupulaire se tend sur l'extrémité active hémisphérique,
toute la surface intérieure de la partie cupulaire est entièrement supportée parll'extrémité active de l'organe de commande pendant toute la durée de la manoeuvre de fermeture, et l'épaisseur de la paroi de la partie cupulaire décroît en substance uniformément du centre jusqu'au bord de celle-ci.
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