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La présente invention est relative aux robinets à sou- pape munis d'un diaphragme dans lequel un perçage traverse le corps et est interrompu en partie par un barrage transversal de faible épaisseur qui forme ainsi deux orifices, l'un servant d'orifice d'admission et l'autre d'orifice d'échappement le robi- net comprenant en outre un mécanisme de manoeuvre qui comprime le diaphragme dans la position de fermeture. Dans les robinets à soupape de ce modèle connus jusqu'à présents, la surface supérieure du barrage constitue un siège contre lequel le diaphragme est appuyé par le mécanisme de manoeuvre dans la position de fermeture du robinet et ces robinets sont maintenant bien connus et ont
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été décrits dans nombre de nos brevets précédents.
Le mécanisme de manoeuvre qui peut appartenir à différents types peut tout simplement presser le diaphragme pour l'amener dans la position de fermeture, puis être ramené librement à sa position soulevée en laissant le diaphragme se soulever à son tour sous l'action de la pression du fluide. Il est néanmoins préférable que ce mécanisme puisse également entraîner le dia- phragme mécaniquement pour le séparer de son siège quand le ro- binet est ouvert.
Le mécanisme qui est employé le plus souvent est un mé- canisme à vis : des exemples de ce mécanisme ont été décrits dans nos brevets anglais N 321.892 du 14 février 1929, N 434.664 du 6 mars 1934 et N 516. 526 du 2 juin 1938, parmi tant d'autres.
D'autres mécanismes possibles à utiliser comprennent des méca- nismes à crémaillère, comme par exemple celui qui est décrit dans notre brevet anglais N0 517.887 du 15 août 1938, des mé- canismes à came comme ceux qui sont décrits dans nos brevets an- glais No 443.226 du 23 août 1934, No 445.567 du 11 octobre 1934 et N0 587.771 du 8 janvier 1945 ou enfin des mécanismes actionnés par un fluide sous pression tels que ceux qui sont décrits dans nos brevets anglais No 321.892 du 14 février 1929,516.569 du 2 juin 1938, 559.679 du 30 mars 1942, N0 562.084 du 3 mars 1943 et 684.619 du 19 juin 1950.
Suivant la présente invention, dans un robinet à soupape mun d'un diaphragme et percé d'un trou qui est interrompu en partie par un barrage transversal de faible épaisseur qui forme ainsi deux orifices, l'un servant d'orifice d'admission, l'autre servant d'orifice d'échappement, ledit robinet possédant un mé- canisme de manoeuvre qui, au moins, comprime le diaphragme dans la position de fermeture, le siège avec lequel coopère le dia- phragme dans cette position de fermeture est constitué par une nervure continue de faible épaisseur ménagée autour de l'un des
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orifices et, de préférence, s'étendant sur tout le bord de l'ori- fice.
En général, les orifices ont la forme d'un D, les bords du barrage constituant les côtés droits des orifices respectifs, et dans ce cas la partie correspondante de la nervure peut être for- mée le long du bord du barrage;,le reste de la nervure étant formé sur le bord de l'orifice.
L'invention est particulièrement avantageuse pour les ro- binets à soupape qui comportent un diaphragme fait (ou revêtu) d'un matériau présentant une inertie très élevée telle que le polytétrafluoroéthylène (PTFE) le polytrifluoromonochloroéthylène ou le polytène chlorosulfonaté (Hypalom), car ces matériaux ne sont pas aussi élastiques que le caoutchouc ou les élastomères semblables au caoutchouc et en conséquence ne s'accommodent pas aussi facilement avec les légers défauts qui peuvent se présenter dans la surface du siège..
Il pourrait être possible, moyennant une dépense supplémentaires de travailler à la machine ce siège (opération qui n'est pas nécessaire avec les diaphragmes faits de caoutchouc ou d'élastomères synthétiques semblables au caoutchouc) mais, étant donné que les diaphragmes ainsi revêtus ne sont em- ployés qu'avec les fluides très fortement réactifs* le corps du robinet lui-même doit être revêtu d'une couche de verre et cette couche non seulement ne peut pas être travaillée à la machine mais a tendance, dans la production commerciale, à présenter une surface ondulée.. La présente invention, en fournissant une sur- face relativement petite pour le siège, rend commercialement pos- sible de travailler particulièrement cette partie du revêtement en verre.
Comme il est nécessaire de roder ou de travailler autrement à la machine la nervure pour permettre de la revêtir d'une couche unie de verre) cette nervure aura de préférence une forme telle que sa surface soit une forme simple, par exemple un plan faisant un angle aigu avec l'axe longitudinal principal du robinet à sou-
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pape, un cylindre dont l'axe est transversal par rapport à l'axe longitudinal principal du robinet et se trouve au-dessus de celui- ci ou de préférence une sphère.
L'invention va maintenant être décrite d'une façon plus détaillée avec référence aux dessins annexés qui représentent une forme de réalisation et différentes variantes données à titre d'exemple.
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un robinet à sou- pape complet en position d'ouverture totale.
La figure 2 est une vue en plan du corps du robinet représente à la figure 1.
La figure 3 est une section transversale de la figure 1 de la ligne III-III de la figure 2.
La figure 4 est une section d'une partie du robinet prise sur la ligne IV-IV de la figure 1.
La figure 5 est une section longitudinale partielle montrant une forme modifiée de robinet à soupape dans laquelle la surface de la nervure se trouve dans un plan.
La figure 6 est une section transversale partielle montrant une autre forme de robinet à soupape dans laquelle la surface de la nervure se trouve dans un plan ou sur une surface cylindrique.
La figure 7 est une vue en plan prise de dessous le chapeau et le poussoir dans une autre forme de robinet à soupape.
La figure 8 est une vue partielle et partiellement en sec- tion d'une autre forme de soupape.
Le robinet à soupape représenté dans les figures 1 à 4 est d'une façon générale semblable dans sa construction aux robinets connus* Il comprend un corps 11 percé d'un trou qui est interrompu en partie par un barrage transversal de faible épaisseur 12 : ce barrage forme ainsi deux orifices 13 et 14, l'un des deux servant d'orifice d'admission et-l'autre d'orifice d'évacuation. Tout ce
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corps, comprenant les orifices et les raccords, est très sensible- ment symétrique, mais il est possible de disposer les raccords terminaux d'une façon symétrique, ainsi que cela est décrit dans notre brevet anglais ? 518.286 du 20 août 1938.
Au-dessus de ce barrage, un diaphragme 15 flexible et imperméable est fixé de façon étanche par son bord entre une face , de fixation 16 dans le corps 11 et une face de fixation 17 dans un chapeau 18. Le déplacement de ce diaphragme entre sa position d'ouverture et sa position de fermeture est effectué à l'aide d'ubn mécanisme contenu dans le cha- peau et qui se trouve complètement isolé par le diaphragme du trou dans le robinet.
Dans le cas particulier, ce mécanisme est cons- titué par un poussoir 19 et une tige filetée 21 installée sur l'axe principal de symétrie du corps du robinet* La tige filetée porte un volant à main 22 et est empêchée de prendre un déplacement axial par le volant à main et un épaulement 25, un aboutement 24 en prise avec la tige filetée 21 étant disposé dans le poussoir 19.
Jusqu'ici, le robinet à soupape est semblable dans ses lignes géné- rales aux robinets bien connus, mais il a été trouvé avantageux,, lorsque l'on a réalisé la présente invention, de donner au.barrage 12 une plus grande largeur et aux orifices 13 et 14 une dimension plus faible que ce n'est l'usage et de réduire le déplacement total du diaphragme, entre ses positions de fermeture et d'ouver- ture, par rapport au diamètre du diaphragme compris entre ses bords maintenus par la fixation. Ainsi, les dimensions en largeur et épaisseur d'un robinet à soupape conforme à la présente invention @ sont très sensiblement celles d'une soupape du modèle courant qui aurait un trou de 30 à 50 % plus grand.
Si on la compare aux robinets à soupape connus, le robinet représenté présente une faible nervure 25 ménagée autour de la pé- riphérie de l'orifice 13, de sorte que, quand le robinet à soupa*- @ pe est fermé, la séparation entre l'admission et l'évacuation n'est pas réalisée par le contact du diaphragme avec le barrage,
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mais par contact du diaphragme avec la nervure 25. Le côté infé- rieur du poussoir est formé de façon à ce que la pression de fermeture soit localisée à la surface de la nervure.
La soupape a été représentée avec un revêtement de verre 26.
Etant donné que le diaphragme entre en contact avec le revêtement de verre uniquement sur la nervure 25, il n'y a pas grand incon- vénient si la surface du revêtement n'est pas parfaitement unie partout ailleurs que sur la nervure. Etant donné que cette nervure a une faible surface, la surface qui fait face au diaphragme peut être rodée (ou travaillée à la machine de toute autre façon) pour un prix relativement peu élevé et l'opération de revêtement de verre peut être effectuée sans difficultés spéciales de façon à laisser une surface de verre unie sur la nervure. Il est parti- culièrement nécessaire pour arriver à ce résultat que la surface soit disposée aussi bien que possible dans un plan horizontal pen- dant l'opération de revêtement.
Quand on laisse une surface de verre unie sur la nervure on obtient une fermeture satisfaisante du robinet à soupape non seulement avec un diaphragme fait de caoutchouc ou d'un autre élastore de résilience semblable, mais aussi avec un diaphragme fait de ou ayant un revêtement 27 de pol tétrafluoroéthylène, polytrifluoromonochloroéthylène.,; polythène- chlorosulfonaté ou tout autre matériau semblable fortement inerte qui est moins élastique que le caoutchouc.
Pour faciliter le travail à la machine ,de 'la nervure, il est possible d'amener sa surface supérieure à se trouver sur une surface sphérique, ainsi que cela est représenté aux figures 1 à 4. La surface du barrage et du corps autour de 1''orifice 14 est également sphérique avec le même centre, mais un rayon plus grand, la différence de rayon étant l'épaisseur de la nervure et le côté inférieur du poussoir est également sphérique, de sorte que la pression d'étanchéité est limitée à la nervure, mais qu'également
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un support pour le diaphragme en position de fermeture est fourni par le poussoir'quand c'est l'orifice 14 qui est utilisé comme orifice d'admission.
Il est également possible, ainsi que cela est représenté à la figure 5, de disposer la nervure de telle façon que sa surface se trouve dans le plan indiqué en 28, l'autre orifice 14 se trouvant également dans un plan, légèrement plus bas, le poussoir a une forme correspondante, c'est-à-dire que sa surface inférieure est constituée par deux parties parallèles planes correspondant l'une à la nervure 25 et l'autre à l'orifice.
14, de sorte que, ainsi qu'on le voit dans la figure 5, il a la forme d'un V tronqué, tandis que dans la figure 6 sa limite infé- rieure est droite. Quoi qu'il en soit, le bas du poussoir est sy- métrique de façon à ce que, quand la soupape est fermée, la pression d'étanchéité sur le diaphragme soit limitée à la partie qui ses trouve en contact avec la nervure, mais que le diaphragme ait un support quand l'orifice 14 est utilisé comme orifice d'ad- mission.
Il est encore possible de donner à la surface de la nervure (et en correspondance à la surface dans laquelle se trouve l'ori- fice 14), la forme d'une partie d'une surface cylindrique ayant son axe dans une direction transversale par rapport au trou et par conséquent parallèle.au barrage. Il n'est pas nécessaire de représenter séparément cette forme, attendu que, en coupe longitu- dinale, elle sera semblable à l'illustration de la figure 1 si les rayons du siège, du barrage et du corps autour de l'orifice 14 sont les mêmes que les rayons sphériques correspondants de la figure 1. En section transversale, cette réalisation est identi- que à la figure 6.
Comme précédemment, la pression d'étanchéité est limitée à la nervure, tandis que le poussoir fournit un sup- port pour-le diaphragme en position de fermeture si l'orifice 14
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est utilisé comme orifice d'admission.
Comme on l'a expliqué plus haut, le barrage 12. est plus large en proportion que les barrages des robinets à soupape de construction habituelle. En conséquence, la partie supérieure du barrage au-dessous de la nervure 25 a une surface relative ment grande et si la nervure ne fait pas une saillie trop forte, la surface du barrage peut servir de butée pour empêcher qu'une pres- sion excessive ne soit imposée au diaphragme lorsque l'on ferme le robinet et dans ce cas, il n'est pas nécessaire de prévoir une autre butée pour obtenir ce résultat.
On voit que, puisque dans cet exemple la tige filetée est disposée sur l'axe de symétrie du corps de robinet, tandis que la nervure 25 est entièrement sur le côté de cet axe, l'action du mécanisme peut tendre à faire basculer le poussoir, quand le ro- binet est fermé, mais dans la pratique cette situation n'entraîne pas de difficultés.
L'invention n'est pas limitée à une tige filetée installée sur l'axe du robinet à soupape : cette tige peut être inclinée ou peut être déplacée de façon à ce que la pression soit exercée d'une façon plus directe sur la nervure et que la tendance au basculement soit écartée. Egalement, ainsi qu'on l'a indiqué plus haut,. le mécanisme à vis n'est qu'un exemple et tout autre méca- nisme qui permet de comprimer le diaphragme contre toute la lon- gueur de la nervure et qui permet au diaphragme de se soulever ou d'être soulevé mécaniquement à l'ouverture du robinet peut également être utilisé.
Etant donné que le poussoir doit comprimer le diaphragme contre toute la longueur de la nervure,. la surface de ce poussoir doit être ininterrompue tout au moins en face de la nervure et la disposition des doigts et ergots en prise mutuelle montés sur le poussoir et sur le chapeau décrits dans le brevet anglais N 321.892 ne peut pas être réalisée en aucune façon sur la surface de l'ori-
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fice nervure.
Dans les robinets à soupape de petite dimension si le diaphragme est bien renforce, il n'est pas nécessaire de prévoir un support pour celui-ci dans la position d'ouverture en dehors du support fourni par le poussoir lui-même en son cen- tre.' Il est néanmoins nécessaire d'empêcher le poussoir de tourner du fait du frottement de la tige 19 dans l'écrou 24. Ce résultat peut être obtenu, comme on l'a montré dans les figures 1 et 4 en prévoyant une ailette 31 sur le poussoir qui pénètre avec un joli suffisant entre deux ailettes 32 prévues dans le chapeau.
Dans les robinets à soupape de plus grande dimension, dans lesquels il est préférable et souvent même nécessaire d'avoir un support supplémentaire pour le diaphragme dans la position d'ou- verture,il est possible de prévoir les doigts et ergots en con- tact mutuel connus pour la partie du diaphragme qui se trouve en dehors de la surface de l'orifice nervure 13. Dans la figure 7,on a représenté les doigts sur le poussoir en 33 et les ergots sur le chapeau en 34.
Il est même possible de prévoir un support pour le diaphragme en position d'ouverture sur la surface qui se trouve juste à l'intérieur de l'orifice 13,ainsi que cela est représen- té à la figure 8 en employant une pièce en saillie 35 dans le chapeau qui passe par une ouverture correspondante 36 dans le poussoir à l'intérieur de la surface ininterrompue qui fait face à la nervure.
Si le robinet à soupape, tel qu'il est représenté aux figures 1 à 4, possède une tige filetée 21 qui ne peut pas s'éle- ver et qui est enfermée dans le chapeau 18, de sorte qu'il n'est pas possible de voir de l'extérieur si le robinet à soupape est ouvert, fermé en partie ou complètement fermé, il est possible d'équiper ce robinet avec une tige indicatrice 37 contenue dans un perçage fait dans la tige filetée, l'extrémité intérieure de cette
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tige étant fixée à une partie qui peut se déplacer avec le dia- phragme et l'extrémité extérieure de la tige étant au moins de niveau avec l'extrémité extérieure de la tige filetée quand le robinet à soupape est fermé.
De la sorte, dès que le robinet à soupape commence à s'ouvrir, cette tige indicatrice commence à faire saillie et l'importance de sa saillie donne une indi ca- tion sur l'importance de l'ouverture. Si, comme dans l'exemple représenté, le diaphragme 15 est fixé par un goujon fileté 38 ayant sa tête enrobé dans la diaphragme, il est possible de visser dans le poussoir 19 un petit tube à rebord 39 ; le goujon fileté 38 est vissé dans une extrémité de ce tube à rebord 39 et l'extré- mité intérieure de la tige 37 est vissée dans l'autre extrémité de ce tube à rebord.
L'extrémité supérieure de la tige filetée 21 est, dans le présent exemple, de forme carrée et le volant à main 22 est fixé par un écrou 41. Une bague en caoutchouc 42 est logée dans une rainure dans le volant à main et est en contact avec la tige indi- catrice 37 pour éviter toute introduction de saletés ou de vapeur corrosive le long de la tige.