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"Soupage do remplissage perfectionnés"
La présente invention se rapporte d'une façon générale aux constructions de soupapes et con- cerne plus particulièrement une soupape de rempliss@- ge dont la construction et l'aménagement bénéficient d'un "effet de levier" inhérent, do fon à faciliter son fonctionnement avec une consommation d'énergie extrêmement réduite.
Les principaux bute de la présente inven- tion sont de fournir : - une soupape de remplissage ne comportant qu'ur minimum de pièces et permettant une action de plein@
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ouve r4r et de fermeture :.ure ; - une construction ,1t: joupape dans laquelle la chowrbra 43 flul!a dd la soupape ejt isolée de façon écuiicho truc iluiadu du mécanisme d'actimmement de la soupapa ; - une tulle soupape exempte d'effet! de gravita- tion et oon-itrulte de façon quu la profit ion du ±lui-iu Ltlì.J:.J.;j,flt; sur elle uu traduise pex mv effet de levier 1.)oi,ait,ttant de mouvoir la soupape entre les positions "entièrement ouverte" et lIentièruf!f;:nl;' 1'erHléo", avec miao en jou J'un minimum dj force ; ct, - unu tulle soupape dont la dméo do service e:.; la foi landue et tixotnpto d'ennuis. four u.t tUlndru" 10';
objectifs énoncés ci- doaautj atnui nue d'uutrcs buta CL avantages qui appa- raiti,orit par la cuite, l'invention envisage un cor n . de soupape cor,prenant une chiuubr ilulmission de fluide t unu clt......1LrIJ 4iu sortie du fluide s6parce
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par une cloison purent: ,1' un orifice ou d'une ouvertu-
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re pour 1 ...a8aGt; du fluide. 3elon l'invention,
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cettu ouverture eut contrôlée par un élément obtura- teur Mastique présentant une extrémité formant bou- chon venant s'appliquer aur l'orifice quand celui-ci
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ust fermé, et un diaphragme élastique relié à son au-
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tre extrémité pour isoler hermétiquement la chambre
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de fluide du corps de doupupe.
Un chapeau de soupape ou écrou fixe le diaphragme au coxvs de la soupape, ut un moj'un d'actioanement de la soupape est en liai-
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son d'entraînement avuc 1'extrémité extérieure de
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1'clément obturateur de manière à se trouver entière-
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tant on dehors de la chambre de fluide. L'extrémité ormant bouchon et le diaphracae de l'élément obtura- but sont proportionnés pour que le fluide sous pre- ion agissant sur le diaphragme ait une, force plus ima criante que celle du fluide sous pression agissant cur a bouchon.
Ainsi, la force appliquée la tige d'ac- Lonnement en vue du maintien de l'élément obturateur .:r. sition fermée ne doit être que légèrement supérieure différence entre les forces respectives, o'est-i-diru elle agissant sur l'élément obturateur et calle proiui- 9 par la pression du fluide dans le cojrpa de soupape ; elon l'invention, l'orifice et 1' extrémité -bouchon de 'élément obturateur sont proportionnés! pour définir, <ma la position ouverte do la soupape,' un passade pour fluide dont la forme permet l'utilisation d'un efft.t r.turi, en sorte que la vitesse dg fluide à travers ce tosage est la plus grnrlàu, a l'entrée dje l'crifioe.
Il ;44ulte que la pression à la sortie Ile l'orifice oat ] us élevée qu'à l'entrée, ct on utilisa cette différen- <! de pression pour produire une force 3cndanee con- ';! ibuant à accélérer l'ouverture do la soupape.
Parmi les autres caractéristiques de l'in- ntioz, on mentionnera les suivantes : ,- fournir uhe construction de soupape relativement ti impie, de fabrication peu coûteuse et de fonctionnement ' - réaliser un élément obturateur construit pour l gler efficacement le fonctionnement de la côupape et mportant un diaphragme pour obtenir un isolement ther- tique de lu chambre: & fluide de la soupape ;
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- conférer au diaphragme flexible une forme capa- ble de produire une action élastique de déclenchement réduisant efficacement lus exigences do force d'action- nement et accélérant l'unuemble du fonctionnement de la soupape !: et, - placer l'organe d'actionnement de la soupape en- tièrement à l'extérieur de la chambre à fluide de celle- oi.
D'autres buta et avantages de l'invention ressort iront de la description qui va en être faiteci- après en au référant au dessin annexé, sur lequel !: - la figure 1 est la vue en élévation de côté avec coupe partielle de la soupape selon l'invention, dans sa position fermée ; - la figure 2 est la vue partielle à plus grande échelle du diaphragme ; - la figure, est la coupe à plus grande échelle de l'orifice et du bouchon du l'obturateur, en position ouverte ; et, - lu figure 4 est le graphique d'uno courbe typiquu de l'action do ressort donnant sa course en fonction du la forcu appliquée sur le diaphragme de l'élément obtu- rateur.
Dans le modo de réalisation représenté, et notamment sur la figure 1, la référence 10 désigne l'en- semble de la soupape conforme à l'invention. Cotte sou- pupe comprend un corps 11 ayant essentiellement la forme d'un T ut établi en un;; matière rigide appropriée, par exemple en métal ou en matière plastique. Le pied 11A du corpa 11 définit une chambre d'admission do fluide 12 et
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une chambre do sortie de fluide 13, dont les entremit'-;! respectives sont relises à des canalisations appropriées non représentées, La queue 11B du corps 11 est en co@ru- nication avec la chambre d'admission 12 du corps 11 et définit une chambre à fluide 14 dans laquelle l'elémert obturateur 15 se déplace en un mouvement de va-et-vient.
Une cloison 16 sépare la chambre d'admission.
12 de la chambre do sortie 13, et, comme il est repré- senté, cette cloison 16 présente una partie inférieure verticale 16A, une partie latérale déportée 16B et une partie supérieure verticale 16C. Dune la partie déport-'..
16B est ménagé un passade, orifice ou ouverture 17 pour mettra en communication la chambre d'admission 12 avec la chambre de sortie 13. L'orifice 17 est défini par une paroi-tronconique 18 qui converge en direction de la chambre de sortie 13.
Selon l'invention, un nouveau type d'élément obturateur 15 a pour but de contrôler 1'ouverture de l'orifice 17. Comme il cet représente, l'élément obtuu- teur 15 est établi avantageusement on matière élastique, par exemple en caoutchouc, on néoprène ou similaire. Il comprend une partie d'extrémité 19 de forme conique et constituant le bouchon à proprement parler (appelée par la suite "bouchon"), une tige de soupape 20 reliée à @@ bouchon, et un diaphragme ou disque- élastique 21 relié à l'extrémité supérieure de la tige 20.
A la figure 2, il apparaît que la partie intermédiaire 21A du disque de diaphragme est épaissie pour réaliser une courbe moutrant le déplacement du diaphragma en fonction de la force @@- pliquée, du type représenté à la figure 4. Avec la forme
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repr4seneJe u diaphragme 21, une action élastique. déclenchement est communiquée à l'élément obturateur 15 lorsque @a partie périphérique du diaphragme est serrée contre lu queue de soupape 11B par un écrou ou chapeau
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de aoupapo 22 vi&j6 au corps de SOU1-al-<;).
Une fois que la ,11phru.gmtl 21 eut serré comme il est indique fi la figure 1, on se rend compte que la chambre à fluide 14 de la
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soupape mit hurmtlu0mcnt isolée.
Selon l'invention, un organe d'aetionnement 23 de la Houpapo eut relié à l'extrémité extérieure de l'élément obturateur 15, l'organe d'actionnement 23 a'3- tendant vira le haut à travers un trou 24 .nénagé dans le chapeau 22. bien entendu, cet organe d'actionnement 23
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peut être commande par un oyutvma de commando approprié, par exemplu un éloctro-aimant , un soufflet à air, un bilume, etc... (non rupr6uùn,iJ).
Ici fonctionnement Je la soupape u lieu comme auit @
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Un voit ImmJdibtuml'nt que quand on force l'organu s'4ctlonnumnt 2 vc;ru le bas, selon la figure 1, au moyen d'un système de commande approprié (non re- présenté) le bouchon conique 19 de l'élément obturateur 15 est fermement appliqué cpntro la bordure ou siège 25 entourant l'orifice 17 pour couper l'écoulement du fluide à travers le corps 11. En conséquence, lo fluide sous pression dans la chambre 14 agissant sur le bouchon 19 force celui-ci en contact étanche et étroit sur le siège
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25. En méu;e temps, le fluide du la chambre 14 exerce une force sur le diaphragme 21..
Selon l'invention, la dia-
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ph.r8{;me 21 et le bouchon 19 sont proportionnée pour que
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: les forces agissant sur le premier soient plus importan- tes que celles agissant sur le second. Pour cette raicon, la force appliquée à la tige d'actionnèrent 23 nécessai- re pour maintenir l'élément obturateur 15 en position fermée ne doit être que légèrement supérieure) à la dit'- férence entre les forces respectives produites par le ..fluide noua pression sur le diaphragme 21 et sur le bou- chon 19.
Pour ouvrir la soupape, on agit our l'organ 23 pour le déplacer de bas on haut, selon la figure 1.
{ Le mouvement vera le haut du bouchon 19 décolle ce der- nier du siège 25 pour rompre la fermeture. Comme on le *voit plus clairement à la figure 3, la forme du bouchon 19 et de l'orifice 17 est telle que lorsque la soupape est ouverte, la section transversale 26 @ l'entrée du passade du fluide est plus petite que la section trans- vernale 2? à la sortie de ce passage, avec une variation progressive entre eus deux extrémités, Ot obtient sinsi ,-.Un effet venturi, c'est-à-dire que la vitesse du fluide à travers l'entrée de l'orifice est plus grande qu'à la ; sortie de l'orifice.
Ainsi, la pression dans la section 27 augmente en produisant une baisse de la près 3 ion vers le bas sur le bouchon 19. Cette différence de pression tend à contribuer à l'ouverture rapide du passage de fluide ou orifice 17. Une fois que la soupape est entiL- rement ouverte, les forces dirigées de bas en haut et agissant sur le diaphragme 21 et sur le bouchon 19, for- ces telles qu'elles sent produites par la pression du . fluide dans la chambre 14 et dans la section 27, tendent: à maintenir l'élément obturateur 15 en position d'ouver-
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ture.
Pour cette raison, une très faible force vers le haut uuffit pour appliquer à la tige d'actionnement 23 en vue du maintien de la soupape en position ouverte,
Dans un exemple concret, une ouverture de la soupape de 10,32 cm2 pour une pression du fluide de 3,5 kg/cm est efficacement contrôlée avec une tige d'actionnement du 3,2 nun, tandis que la force requise pour mouvoir cette tige est comprise entre 56 et 140 g.
Il ressort, à l'évidence, da ce qui précède que le diaphragme élastique 21, quand il est serré entro le chapeau 22 et le corps 11, procure un joint effectif et à l'abri des fuites entre la chambre 14 et l' atmos- phère. De Même, le diaphragme a une forme permettant de produire une action élastique de déclenchement qui réduit efficacement les exigences de la force d'actionnement et accélère le fonctionnement de la soupape.
En conséquence, la soupape peut fonctionner essentiellement comme une soupape de remplissage pour régler le débit fluide dans des éviers, bues pour laver la vaisselle, toilettes, etc... La soupape ne comportant qu'un minimum de pièces fonctionne pendant de longues périodes sans aucun ennui et, par suite de la faibld force nécessaire à son action- ncment:, sa commande mécanique peut être assurée par un flotteur relativement petit. Si l'on veut une commande électrique, un électro-aimant convient parfaitement, et de ce fait lu soupape convient pour des systèmes de chauf- fage ou de refroidissement à fonctionnement automatique.
Du point de vue thermique, la soupape peut être comman- dée par dee bilames d'actionnement ou par la détente d'un gaz ou la dilatation d'un liquide, d'où possibilité de
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l'appliquer dans des installations de réfrigération, conditionnement d'air, exploitations de pétrole, etc ...
La structura de la soupape est cxenpte d'effets de gra- vitation et utilise le principe venturi qui ne réduit pas le débit.
Naturellement, le mode de réalisation qui a été décrit et représenté ne constitue qu'un simple exem- ple et peut recevoir diverses variantes sans pour celc. sortir du cadre de l'invention.