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La présente invention concerne des soupapes pour la commande de l'écoulement de fluides. Elle con- cerne plus particulièrement les soupapes (qualifiées plus loin comme étant "du type décrit") comportant des obtura- teurs (ce terme désignant le bouchon ou boisseau de la soupape) capables d'être déplacés axialement par rapport à un orifice muni d'un siège, entre une position entière- ment fermée (dans laquelle une partie de forme correspon- dante de l'obturateur vient en contact avec le siège de l'orifice) et une position ouverte permettant un écoule- ment maximum de fluide à travers l'orifice, l'obturateur étant sensiblement de forme paraboloide,
@ manière à donner théoriquement des augmentations équivalentes de la section d'écoulement pour des fractions égales de soulè- vement de l'obturateur (ce phénomène sera qualifié ci- après de "écoulement proportionnel". Pour assurer ce mouvement de l'obturateur, il est d'usage de prévoir une tige de soupape attachée coaxialement à l'obturateur, dont une partie est filetée et coopère avec un écrou et qui porte un volant ou une poignée extérieure. De telles apapes se sont avérées satisfaisantes pour certains usages,.maïs pour d'autres usages elles ont subi une li- mitation.
Un tel autre usage important est celui des ra- diateurs ou panneaux de chauffage à l'eau chaude faisant partie d'une installation de chauffage central, dans la- quelle les soupapes sont utilisées pour commander l'écou- lement d'eau chaude dans les radiateurs ou,panneaux. Il est souvent souhaitable d'être à même de restreindre l'écoulement d'eau chauffée dans la soupape jusqu'à un pourcentage très petit par rapport à celui qui se présente lorsque la soupape est complètement ouverte et, pour ob- tenir ce résultat avec une soupape du type uvoqué plus
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haut, cette soupape doit être pratiquement fermée, parce que la résistance offerte par l'ouverture ne commence à être efficace que lorsque cette résistance est grande en comparaison de la résistance de l'entièreté du tuyau formant le circuit.
Ainsi, le réglage efficace devient affaire de réduction de la section d'une ouverture annu- laire en la rendant progressivement plus étroite, mais en laissant salongueur, par exemple son périmètre, in- changé. A ce stade, une petite ampleur de moùvement pro- duit un changement très grand dans la résistance. Par ailleurs, un revêtement même très mince de matières étran- gères déposées par l'eau accroît grandement la résistance d'une ouverture extrêmement étroite. Ainsi, une réduction de largeur d'une ouverture de 1/32è de pouce à 1/64è de pouce par un dépôt d'une épaisseur de 1/128è de pouce sur les deux faces diminue de moitié la section et quadruple la résistance. Pour ces raisons, un écoulement propor- tionnel n'est pas obtenu aux pourcentages inférieurs de l'écoulement maximum.
Un revêtement similaire sur les côtés de l'ouverture de 1/8è de pouce-carré (qui est déjà bien plus petite en section) réduira cependant la section dans le rapport de 72 ,82 et accroît la résistance de 70%.
La présente invention est basée sur une appréciation de ce principe et à son application aux soupapes, en vue d'éviter sensiblement la limitation en question, ceci constituant un des objets de l'invention.
Conformément à l'invention,une soupape du type décrit destinée à être utilisée pour commander l'écoule- ment d'un fluide comporte un obturateur présentant un pas- sage auxiliaire, lequel passage est disposé de façon à être progressivement découvert lorsque l'obturateur est éloigné de son siège et présente des dimensions telles que la soupape présente sensiblement une caractéristique
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d'écoulement proportionnel, spécialement aux faibles pourcentages de l'écoulement maximum, par exemple entre
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0% e' F.4%Û é .' 'L'invention sera.décrite davantage-à titre d'exemple, en référence aux dessins ci-annexés, dans les- quels : - la figure 1 est, après coupe partielle, une vue en élévation d'une soupape en Y construite suivant l'invention;
- la figure 2 est une vue de détail de l'obtu- rateur en regardant dans la direction de là flèche A à la figure 1;.
- la figure 3 est un graphique illustrant le . fonctionnement d'une soupape du type illustré aux figures
1 et 2, en comparaison.du. fonctionnement d'une soupape à angle ordinaire; - les figures 4 et.5 sont des vues correspon- dant respectivement aux figures 1 et 2, des vues montrant un type différent de soupape.
On se référera d'abord.aux figures 1, 2 et 3.
La soupape comporte un boîtier 11 en métal avec une en- trée 12, une sortie 13 et une partie 14 destinée à sup- porter un obturateur. L'entrée 12 et la -sortie 13 sont en alignement, sont taraudées et présentent des bossages 15, 16 pour la fixation d'un bouchon ou d'un robinet de vidange, selon les besoins. Entre l'entrée 12 et la partie 14 est prévue un orifice 17 usiné dans une cloison coulée d'une pièce dans le boîtier.
La sortie 13 est en communication non restreinte avec l'intérieur de la par- tie 14 de support de l'obturateur. L'obturateur 18 lui- même est.de section circulaire et de forme sensiblement paraboloïde et se termine par une face tronconique 18a qui, lorsque la soupape est fermée,, est en contât, de
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manière étanche, avec un sièr1-ra 19 de la clo0n 0r[ure.
Dans la partie paraboloïde est rnénagée une soule fente longitudinale 18d. La partie 14 est scellée par une fermeture vissée 20 qui présente un sieste interne pré- sentant un filetage à deux départs du type Acmé pour re- cevoir la tige 18b munie d'un filet correspondant. Pour assurer une étanchéité parfaite pour la tige de soupape
18b un dispositif d'étanchéité comportant un bourrage 21 et un écrou de serrage est prévu. L'écrou 22 présente d'égouttage/ avantageusement un collier age 22a. L'extrémité intérieure de la fermeture 20 présente un contre-appui 20b pour une face 18c prévue sur la tige 18b, ce qui constitue un moyen pour serrer le dispositif d'étanchéité, lorsque la soupape est sous pression.
En service, une telle soupape est souvent pré- vue sur la connexion d'entrée ainsi que sur la connexion de retour de chaque radiateur d'un certain nombre de ra- diateurs d'une installation de chauffage ou sur les con. nexions d'entrée et de retour desservant deux ou trois petits radiateurs reliés en série.
A la figure 3, la forme de l'obturateur 18 est montrée en traits interrompus à l'échelle des dimensions du graphique et la forme de la fente est montrée en traits mixtes. Le graphique indique par la courbe X la relation entre le pourcentage de levée de l'obturateur (en abscisse) et le pourcentage d'écoulement de fluide (en ordonnée) dans la soupape, dans le cas où celle-ci présente Un orifice d'un diamètre d'un demi pouce commandé par un obturateur présentant un contour extérieur en forme de tronc de cône à angle de 90 . La difficulté de réglage entre 0% et 20% d'ouverture dans les soupapes à angle ordinaires est clairement illustrée par la pente raide de la courbe dans cette région.
Cette difficulté
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existe tout au moins pour les soupapes présentait un ori- fice de ce diamètre et équipées d'un obturateur parabo- loide plein. La courbe Z illustre la manière dont la limitation de ces soupapes résultant de ce phénomène est évitée dans la soupape à 1/2 pouce montrée aux figures 1 et 2, dans laquelle la fente a été découpée à l'aide d'u- ne scie d'un diamètre de 3/4 de pouce et d'une épaisseur de 5/32è de pouce. Les courbes sont basées sur des ré- sultats réels.
Il est possible grâce à l'emploi d'une telle soupape de réduire le court-circuitage et de permettre ainsi une réduction des dimensions des tuyaux et de la capacité de la pompe. La soupape à 1/2 pouce peut, lors de son utilisation pratique, être étranglée sans diffi- culté, de façon à donner l'équivalent d'un orifice pré- sentant un diamètre de 1/8è de pouce. Normalement, un intervalle de 1/32è de pouce est considéré comme la limi- te pratique d'étranglement et l'avantage de la soupape soumise aux essais est illustré par la comparaison des valeurs de pourcentages d'écoulement à l'ordonnée P, qui correspond à une levée de 1/32è de pouce.
4 et
Aux figures , on a illustré un type quelque peu différent de soupape convenant pour être utilisé sur des radiateurs.
Cette soupape comporte un boltier 31 avec une entrée 32 et une sortie 33 perpendiculaires entre eu et une partie 34 de support d'un obturateur, cette partie . étant en alignement avec l'entrée 32. Un orifice 37 est usiné au voisinage de l'entrée 32 et cet orifice est ré- glé, de la même manière que l'orifice 17 de la soupape illustrée aux figures 1 et 2, par un obturateur 38 de forme sensiblement paraboloïde. Comme précédemment, on a prévu une face tronconique 38a qui., lorsque la soupape
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est fermée, coopère avec un siège 39. Le montage de la tige de soupape 38b se fait de manière similaire à celle dont la partie 34 de support de l'obturateur est scellée, des contre-appuis étant également prévus.
Entre la partie paraboloide de l'obturateur 38 et la face 38a on prévoit cependant une courte partie cylindrique 38e, qui s'aaapte étroitement dans l'orifice 37 et qui s'étena sur environ
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lleè de la longueur de ltobpurateur. Une extréaité de la fente 38d est formée dans cette partie 38e.
Cette variante de construction peut être adop- tée et peut simplifier le modèle de la fente 38d, qui doit donner la caractéristique de réglage désirée sur la première partie de la levée de l'obturateur.
L'invention n'est évidemment pas Imitée aux détails spécifiques des soupapes particulières décrites plus haut.
Un ou plusieurs passages peuvent être prévus dans ces soupapes pour donner la caractéristique de ré- glage désirée, ces passages ou fentes pouvant être dif- férents de la fente décrite plus haut. Un passage pour- rait, par exemple, affecter la forme alun trou ménagé dans l'obturateur ou d'un plat usiné pur sa surface. On a cependant constaté que les soupapes particulières décri- tes plus haut réalisent l'objet de l'invention d'une ma- nière très satisfaisante.
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