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La présente invention se rapporte à des soupapes pour régler tous les types fluides, liquides ou gazeux, qu'ils contiennent ou non de la ma- tière solide en suspension, et que la pression soit supérieure ou inférieu- re à la pression atmosphérique.
Les exigences formulées pour une soupape de réglage efficace sont que l'aire complète de la section transversale de l'orifice obturable soit disponible pour le fluide si c'est nécessaire, qu'en passant par cet orifi- ce le courant du fluide soit dévié aussi peu que possible, que le siège de soupape soit en tout temps protégé d'un dépôt de matière solide, et qu'à chaque opération de la soupape les faces de siège soient automatiquement balayées de toute accumulation qui pourrait autrement gêner l'écoulement du fluide lorsque la soupape est ouverte, ou nuire à l'étanchéité de la soupape pour ce fluide lorsqu'elle est fermée.
Cette action de balayage automatique n'est à présent obtenable qu'avec le type de soupape à bouchon dans lequel, toutefois, les surfaces de contact du bouchon et du corps de la soupape ont une surface telle, par rapport à celle de l'orifice, que la friction entre elles rend diffi- cile le fonctionnement de la soupape. D'autre part, le type de soupape à visser, bien que plus commode à manipuler, offre l'inconvénient que son étanchéité au fluide, quand elle est fermée, est aisément contrariée par la présence de matière solide entre les faces de siège.
L'objet de la présente invention est d'apporter une construction améliorée d'une soupape de réglage pour tous usages, qui combine les avan- tages des types à bouchon et à vissage, sans posséder l'un quelconque de leurs défauts, et qui comporte un élément d'obturation tournant qui est capable, dans certaines versions, d'être bloqué par friction dans une posi- tion angulaire quelconque, le gland associé au moyen d'actionnement de cet organe étant également capable d'être serré sous pression.
Les parties de la soupape perfectionnée qui sera décrite ci-après sont aisées à produire en un matériau approprié quelconque, et la soupape ne requiert pas d'entretien, sauf, très rarement, le renouvellement du siège, un autre objet de l'invention étant de permettre très simplement ce renouvellement, sans devoir séparer la soupape de la canalisation tubulaire qui lui est associée.
D'autres avantages de l'invention apparaîtront au fur et à mesure de la description.
Suivant la présente invention, la soupape améliorée comprend un élément d'obturation tournant à face plane, conçu pour être maintenu en con- tact avec un siège en relief autour d'un orifice d'écoulement déporté par rapport à l'axe de rotation de cet élément, lequel est conçu, en une posi- tion extrême, pour recouvrir complètement l'ensemble siège-orifice et, dans l'autre position extrême, pour exposer la totalité de cet orifice sans exposer le siège.
De préférence, le moyen pour faire tourner l'élément d'obturation est associé avec un moyen à came par lequel cet élément est poussé obliga- toirement vers son siège durant la dernière partie du mouvement de fermeture; ce moyen peut être ajustable pour varier la pression finale sur le siège.
Dans un cas où l'élément d'obturation est actionné au moyen d'une tige qui lui est rigidement attachée, des cames angulairement espacées, por- tées par cette tige, peuvent coopérer avec des butées individuelles sur un organe-pont enjambant un gland à travers lequel fait saillie la tige, et une vis à pression pour bloquer par friction l'élément d'obturation en toute
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position angulaire désirée peut être montée dans cet organe pont coaxiale- ment à la tige précitée.
Ou bien, l'arrière de l'élément d'obturation et une partie adja- cente du corps de soupape peuvent être pourvus de surfaces complémentaires inclinées sur la surface opératoire de cet élément, l'approche de ce dernier d'une position de fermeture complète causant l'engagement de la surface pré- citée, l'élément d'obturation étant ainsi obligatoirement déplacé vers son siège.
Dans le cas d'une soupape ayant des branches d'admission et de dé- charge mutuellement alignées communicant avec une cavité centrale, on peut loger deux éléments d'obturation similaires dans cette cavité pour coopérer avec des sièges aux extrémités opposées de cette dernière, ces éléments d'obturation étant agencés en vue d'un mouvement simultané en des directions opposées suivant un axe commun parallèle auxditesbranches d'admission et de décharge, une surface inclinée à l'arrière d'un élément étant conçue pour engager une butée sur l'arrière de l'autre élément avec séparation mutuelle résultante des deux éléments lorsque ces derniers approchent leurs positions respectives d'obturation complète.
Au cas où l'axe du ou des éléments d'obturation est disposé sub- stantiellement parallèlement à la direction du courant du fluide à travers le corps de la soupape, ce ou ces éléments peuvent avantageusement être articulés à une vis d'actionnement déplaçable à angle droit par rapport à cet axe.
Dans les dessins d'accompagnement: la figure 1 est une vue latérale en hauteur, partiellement en coupe, d'une forme de la soupape améliorée, montrée en position fermée; la figure 2 est une vue fragmentaire en plan et en coupe dans la direction de la flèche x; la figure 3 est une vue en plan de l'élément d'obturation montré dans la figure 1; la figure 4 est une vue fragmentaire partiellement en coupe corres- pondant à la figure 1, mais qui montre la soupape complètement ouverte; la figure 5 est une vue correspondante à la figure 1, montrant toutefois une construction modifiée de la soupape; la figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5; la figure 7 est une vue en plan, partiellement en coupe, du corps de soupape montré dans les figures 5 et 6; la figure 8 est une vue correspondant aux figures 1 et 5, qui montre toutefois une autre modification;
les figures 9 et 10 sont des coupes suivant les lignes 9-9 et 10-10 respectivement de la figure 8.
Dans l'exemple illustré dans les figures 1 à 4,le corps de soupa- pe 5 est de forme en "Y", c'est-à-dire qu'elle a des branches opposées 6, 7, qui peuvent ou non être alignées, et un élément d'obturation tournant 8 dont l'axe est incliné, par exemple de 45 par rapport à la longueur de la branche 7.
Les branches 6,7 sont séparées par une séparation solidaire 9 disposée perpendiculairement à l'axe précité et formée avec un orifice cir- culaire déporté 10, dont le centre peut être disposé sur les axes des deux
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branches 6,7 ( en supposant que ces dernières sont de section transversale circulaire), si bien que la chute de pression à travers l'orifice complète- ment ouvert est négligeable.
En l'extrémité éloignée de la branche 6, cet orifice d'écoulement est contre-alésé en 11 pour recevoir un siège annulaire renouvelable 12 en métal, en matière plastique ou en un autre matériau. approprié, la péri- phérie interne de ce siège étant engagée par une bague de retenue 13 vissée ou pressée dans l'orifice 10 à partir de la même extrémité de celui-ci, et une ou les deux surfaces coactrices du siège 12 et de la retenue 13 étant de forme tronconique, de manière à ce que le siège 12 soit comprimé radia- lement pour le placement à friction dans son emboîture 11'.
Ou bien, la bague de retenue 13 peut être omise et le siège 12 fa- briqué comme pièce à presser dans le contre-alésage 11.
L'extrémité externe du siège 12, qui se dresse de la séparation 9 et qui peut être biseauté pour réduire son aire effective, coopère avec la face infériéure plane 14 de l'élément d'obturation 8 qui possède un ergot 15 engageant un évidement 16 dans la séparation 9 et une tige coaxiale 17 qui fait saillie du corps de soupape 5 par une ouverture 18 suffisamment grande pour permettre son introduction ou son enlévement.Cotte ouverture 18 est normalement recouverte par Line plaque 19 'fixée au corps'''de soupape 5 PAR des vis ou des boulons (non-*:
-représentés) et maintenue supplémentairement én place au moyen de goujons,un gland-'20 accessible de 1.'.extérieur dé cette pla- que empêchant une fuite autour de la tige de soupape 17.
L'extrémité externe de cette tige possède un levier d'actionnement 21, qui lui est fixé, et elle est localisée par ergot en 22 dans un renfle- ment 23 sur une pièce-pont 24 solidaire de l'extérieur de la plaque de re- couvrement 19 et enjambant le gland 20.
Dans ce renflement 23 est montée, coaxialement à la tige de soupape 17, une vis de pression 25 que l'on peut faire tourner avec un volant à main 26 ou son équivalent, et qui sert à mettre en place la face 14 de l'élément d'obturation par rapport au siège de soupape 12, tout en étant capable, lors- qu'elle est complètement serrée, de bloquer par friction l'élément d'obtura- tion 8 en toute position angulaire à laquelle il peut être réglé au moyen du levier 21.
De préférence, l'élément d'obturation 8 est de forme générale en secteur, comme montré dans la figure 3, une extrémité de sa surface opéra- toire 14 recouvrant complètement l'orifice d'écoulement 10 et le siège 12 lorsque la soupape est fermée (figure 1), tandis que l'autre extrémité de cette face a un trou circulaire 27 qui, dans la position complètement ouver- te de la soupape (figure 4), est en coïncidence exacte avec l'orifice d'écou- lement effectif 10 défini par la périphérie interne de la retenue de siège 13 (au cas où elle existe).
L'arête libre 28 de l'élément d'obturation 8 possède une courbure arquée concentrique à la tige 17, si bien que toute la périphérie,.-.. du siège 12 est couverte par cet élément, sauf lorsque l'arête du trou 27 dans cet élément se déplace à travers l'orifice d'écoulement 10.
Le renflement du levier d'actionnement 21 est de préférence formé avec des oreilles radiales diamétralement opposées 29 dont les faces supé- rieures sont inclinées sur le plan de mouvement de ce levier, le fonctionne- ment de ce dernier de manière à fermer la soupape faisant que ces oreilles 29 exercent une action de came sur les vis ajustables à extrémité sphérique 30 portées par la couronne de la pièce-pont 24, pressant ainsi la face de
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soupape 14 fermement contre le siège 12 (voir figures 1 et 2).
Lorsqu'on ouvre la soupape (à savoir par le mouvement du levier 21 à la position indiquée en lignes discontinues dans la figure 2), les oreilles sont dégagées de leurs butées réglables 30, relâchant ainsi la pression sur l'élément d'obturation 8 et permettant à ce dernier de se desserrer du siège 12 sous l'influence de la pression d'admission, jusqu'à ce que le levier 21 vienne buter contre la couronne de la pièce-pont 24 (figure 4) ou qu'un épaulement 31 sur l'élément dobturation 8 coopère avec l'extrémité interne du logement de gland 32,,
On notera que durant la dernière partie de son mouvement de ferme- ture et durant la partie initiale de son mouvement d'ouverture, l'élément 8 balaye continuellement le siège 12 de manière à éliminer obligatoirement tout risque de pénétration de matière solide entre les surfaces coactrices.
En raison du relâchement automatique de la pression de siège comme décrit plus haut et de l'aire de contact relativement petite du siège 14, la soupape est d'une manipulation extrêmement aisée dans l'une ou l'autre direction, en dépit du fait qu'elle est capable d'être bloquée par friction en toute position au moyen de la vis de pression 25 et automatiquement bloquée en la position fermée au moyen de l'action de came ajustable préci- tée.
Une longueur suffisante de tige d'actionnement 17 est exposée entre la plaque 19 et la couronne de la pièce-pont 24 pour permettre l'enlèvement du gland ; si la branche 6 est utilisée comme admission, on peut sertir un bourrage frais en 33 sans fuite, tandis que l'élément d'obturation 8 est vissé fermement contre son siège 12.
La soupape, qui peut au besoin comporter une jaquette de vapeur, ne comporte aucune partie sujette à un grippage aux hautes températures; on peut évidemment la concevoir avec deux ou plusieurs orifices d'écoulement 10 au lieu d'un, et/ou avec l'axe de l'élément d'obturation 8 à angle droit ou parallèle à la direction de la branche d'admission et/ou de décharge.
Dans la construction modifiée montrée dans les figures 5 à 7, le corps de soupape 34 a des branches d'admission et de décharge en alignement mutuel, 35 et 36, qui communiquent avec une cavité centrale 37 ouverte au sommet et de préférence en forme rectangulaire en plan, avec son axe princi- pal à angle droit par rapport à la direction d'écoulement du fluide.
Considérée dans la direction précitée, la cavité centrale 37 est avantageusement de coupe segmentaire, les branches d'admission et de déchar- ge 35, 36 arrivant au centre de sa largeur èt à une certaine distance au- dessus de son point le plus bas.
L'extrémité interne d'une telle branche forme l'orifice d'écoule- ment 38, qui est pourvu d'un siège annulaire renouvelable 39 , retenue avan- tageusement par une bague 40, comme dans la construction précédente.
L'élément d'obturation tournant 41, qui pend dans la cavité 37 pour coopérer avec le siège 39, est monté dans un organe couvercle 42 fixé par des boulons ou vis (non représentés) à une surface de portée 43 autour de la bouche de cette cavité, et formé avec un côté inférieur évidé segmentaire 44 pour recevoir la portion en moyeu 45 de l'élément d'obturation 41, ce dernier étant tourillonné sur une tige 46 disposée parallèlement à la direc- tion d'écoulement du fluide et supportée dans des parois latérales opposées de l'organe couvercle 42.
Une extrémité de cette tige 46 peut pénétrer dans un trou borgne 47 dans une paroi latérale du l'évidement de couvercle 44, tandis que l'autre
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extrémité fait saillie dans un trou percé 48 dans la paroi latérale oppo- sée et se trouve sous l'action d'un ressort de compression hélicoïdal 49 retenu par un bouchon vissé 50, ce ressort poussant à tout moment l'élément d'obturation 41 vers son siège 39 par l'intermédiaire d'un épaulement 51 sur la tige 460
L'élément d'obturation 41 correspond à l'élément 8 de la construc- tion précédente, sauf que son arrière est formé avec une nervure renforça- trice 52 sur laquelle existe une surface de came 53 inclinée sur la surface opératoire plane 54 de cet élément.
La paroi latérale de la cavité du corps 37, qui est adjacente à cette surface de came 53, est rainurée en 55 pour recevoir un coin 56 pou- vant y coulisser transversalement au corps de soupape 34 et tangentielle- ment à un arc tiré depuis le centre axial de l'élément d'obturation 41.
Ce coin 56, dont l'inclinaison est complémentaire de celle de la surface de came 53, a une branche de section circulaire 57 s'étendant à travers un gland 58 dans la paroi de la cavité, et filetée en son extrémité libre pour recevoir un écrou 59, le coin étant ainsi réglé longitudinalement.
L'écrou 59 repose dans un évidement fileté 60 dans l'extérieur du corps 34 et le réglage, une fois fait, peut être bloqué par un bouchon 61 vissé dans cet évidement pour engager l'extrémité de la branche 57.
Ou bien, le coin 56 peut être fixé et représenté par une aire con- venablement inclinée de la paroi de la cavité.
Quand l'élément d'obturation 41 atteint une position recouvrant l'orifice d'écoulement 38, la surface inclinée qui s'y trouve, 53, coopère avec le coin ajustable ou stationnaire 56, la face plane 54 de cet élément étant fermement pressé contre le siège 39. Inversement, durant l'ouverture de la soupape, la surface inclinée 53 sur l'élément d'obturation 41 se dégage du coin 56, relâchant ainsi la pression sur cet élément et permettant à ce dernier de s'éloigner de son siège dans toute la mesure permise par la largeur' de la cavité de corps 37 et la force du ressort hélicoïdal 49.
'Pour actionner l'élément d'obturation 34, il est prévu un écrou 62 fixé à un volant à main 63 et tourillonné dans la paroi supérieure d'une ouverture horizontale 64 à travers une saillie verticale 65 de l'organe couvercle 42, cet écrou 62 engageant une vis verticale 66 qui est guidée dans un gland 67 dans la paroi inférieure de l'ouverture 64 et fait saillie dans la partie inférieure creuse de la saillie de couvercle 42 où elle est raccordée par une articulation double 68 à une oreille marginale 69 sur 1' élément d'obturation 41.
Ou bien, 1 élément d'obturation 34 peut être claveté ou autrement fixé sur sa tige 46 dont une extrémité fait saillie de 1 organe couvercle 42 pour recevoir une clé d'actionnement appropriée, 1 axe de cet élément peut être agencé perpendiculaire ou incliné par rapport à la direction des bran- ches d'admission et/ou.'de décharge.
Dans l'autre modification montrée dans les figures 8 à 10,.un siège annulaire 70, qui peut ou non être maintenu par une bague 71, est prévu sur l'extrémité interne à la fois de la branche d'admission 72 et de la branche de décharge 73 du corps de soupape 74, chacun de ces sièges coopérant avec la face adjacente plane 75 d'un des deux éléments d'obturation tournants 76 qui pendent dans la cavité centrale 77 et sont montés dans un organe cou- vercle 78 de cette cavité.
Les portions en moyeu des deux éléments 76 sont tourillonnées sur une tige commune 79 correspondant à celle indiquée en 46 dans les figures
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5 à 7, qui est de même maintenue par un bouchon vissé 800
Les moyens d'actionnement pour les deux éléments d'obturation 76 sont disposés de manière à mouvoir ceux-ci en des directions opposées lors- qu'on ouvre ou ferme la soupape ; les deux éléments approchent leurs positions respectives de fermeture,, des renflements 81 inclinés dans le sens opposé, se trouvant sur leurs arrières, viennent en contact de telle manière que chaque élément est déplacé longitudinalement sur sa tige 79 et ainsi engagé obligatoirement avec le siège adjacent 70.
Comme variante à l'utilisation des deux éléments identiques 76 dé- crits plus haut, un renflement incliné tel que 81 sur un élément peut être agencé de manière à coopérer avec une forme différente de butée (par exem- ple un galet) à l'arrière de l'autre élément, en vue de produire l'effet re- quis.
On comprendra que 1 un quelconque de ces agencements précités assu- re un scellement simultané et efficace des deux orifices d'écoulement 82, spécialement lorsqu'au moins un des sièges 70 est formé en un matériau re- lativement compressible.
Pour actionner les deux éléments d'obturation 76, une vis manoeu- vrable à la main 83, semblable à celle montrée dans les figures 5 à 7, peut comporter, fixée ou pivotée sur elle, la partie centrale d'un fléau 84 rac- cordé par des articulations 85 en ses extrémités à des oreilles 86 sur les organes respectifs d'obturation.
Ou bien, la partie centrale du fléau de balance 84 peut être action- née, directement ou autrement, par une came, un piston à pression par fluide, un solénoide, ou autre moyen associé adéquatement à l'organe couvercle 78, ou, encore, les deux éléments d'obturation 76 peuvent être déplacés en des directions opposées par l'intermédiaire d'un engrenage denté.
REVENDICATIONS.
1. Soupape comprenant un élément d'obturation tournant à face plane, conçu pour être maintenu en contact avec un siège en saillie autour d'un ori- fice d'écoulement désaxé par rapport à l'axe de rotation dudit élément, ce dernier étant conçu, en une position extrême, pour recouvrir complètement la totalité dudit siège et orifice et, dans l'autre position extrême, pour exposer la totalité dudit orifice sans exposer ledit siège.