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"P rf otionneB nt8 apportés aux soupapes de régira jour f;l.u.der"
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La présente invention est relative aux soupapes à membrane, pour le réglage de fluides, soupapes du type comprenant une membrane qui, à l'état libre, présente une forme qui correspond à la position de fermeture de la soupape, la partie marginale de cette membrane étant serrée entre, d'une part, un chapeau, dont une surface plane de serrage de la membrane se raccorde par une surface de jonction arrondie à la paroi intérieure de ce chapeau et, d'autre part, un boîtier de soupape présentant un alésage essentiellement droit et à section transversale sensiblement constante, ainsi qu'un siège formé en partie par la surface d'une ouverture latérale, qui, partant d'un tronçon ou épaulement arrondi à grand rayon de courbure,
qui la relie à une surface plane de serrage de membrane, présentée par le boîtier de soupape, s'étend vers l'intérieur, avec une conver- gence prononcée, les côté* convergents de l'ouverture se raccordant progressivement à la section transversale de l'alésage, ce qui complète ainsi le siège, la disposition étant telle que, dans la position fermée de la soupape, la membrane est prêtée par un organe d'application, auquel elle est attachée, contre le siège.
vers l'intérieur par rapport au tronçon arrondi, et est légèrement tendue dans la région du tronçon arrondi, tandis que, lorsque la soupape est ouverte à la suite de son retrait par l'organe d'application, elle forme un repli extérieur à l'intérieur du chapeau, intérieurement par rapport à la partie marginale serrée* Les soupapes de cette espèce sont décrites, par exemple, dans le brevet belge il* 490.724. Toutefois, l'in- vention est également applicable aux soupapes du même type gêné* ral, dans lesquelles le corps a été modifié par une réduction de la hauteur à laquelle la surface de serrage pour la membrane a été prévue, ainsi que par une légère élévation du tond du passage ou alésage de la soupape, en direction de la membrane, à partie de chaque extrémité,
la section transversale du passage
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étant maintenue sensiblement constante grâce & l'élargisse- ment de ce passage, à partir de son extraites, en direction de la membrane* De telles modifications permettent de munir la soupape d'une membrane de moindre diamètre, tout en lais- tant une section de passage constante, exempte de brusque changements et qui offre la possibilité d'un passage franc.
Dans de telles soupapes, la zone annulaire de la membre- ne, située immédiatement à l'intérieur de la partie marginale serrée est soumise à des changements considérables de sa forme entre la position de fermeture et la position d'ouverture, ce qui oblige de doter le siège et la membrane d'un tronçon arrondi à grand rayon de courbure, entre la partie conique et la partie marginale serrée. On est également obligé d'arrondir la jonction entre, d'une part, la surface plane de serrage prévue sur le ahapeau et, d'autre part, la paroi intérieure de ce dernier, afin d'éviter une détérioration de la membrane, lorsque cette dernière t'infléchit vers l'ex- térieur.
Afin de permettre plus aisément la formation du repli extérieur de la membrane lors de l'ouverture de la sou- pape, on donne à la partie marginale de la membrane une forme non pas plane, mais inclinée, bien que de façon moins abrupte, dans le même sens que la face latérale de la partie conique voir à ce propos le brevet belge N 528.115.
Le*' tolérances qui doivent être prévues au cours de l'exécution pratique, font qu'il est impossible de doter l'organe d'application d'un retroussis extérieur appelé à s'adapter au tronçon arron- di prévu dans le boîtier, raison pour laquelle l'organe d'ap- sur plioation n'exerce/la membrane, lorsque la soupape est fermée, qu'une pression dirigée vers l'intérieur par rapport au tron- çon arrondi, tandis que, par-dessus ce tronçon, la légère tension imprimée à la matière de la membrane est appelée à assurer un joint étanche dans cette région. Ce joint doit
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être prévu sur les cotés, si l'on regarde dans le sens longi- tudinal du passage de la soupape.
On a constaté, en particulier dans les soupapes à large passage, par exemple/8 pouces (20 cm), ou plus, qu'une soupape du type en question, qui peut s'avérer étanche nous une pression d'essai appropriée, a tendance, après l'assemblage initial, à donner lieu à des fuites, après avoir été ouverte ou fermé deux ou trois foin* On suppose que ceci est dû à ce que le seul fait de serrer la partie marginal.
oblique de la membrane provoque ou tend à provoquer la formation d'une légère fronce ou ride sur la face inférieure de la zone située immédiatement à l'intérieur par rapport à la partie marginale serrée et que, bien que cette zone puisse être tendue étroitement par l'action d'étirage qui s'exerce lorsqu'on forme la soupape pour la premiè- re foie, l'action de coincement de l'organe d'application tend à accentuer la ride intérieurement par rapport à la partie marginale serrée, à proximité immédiate de celle-ci, tandis que la friction de la membrane contre le tronçon arrondi, formé dans le boîtier, a pour résultat un effort d'étirage dont la valeur va eu diminuant de la partie conique vers la partie marginale serrée,
de aorte que cet effort est insuffisant pour aplanir la ride accentuée située à l'intérieur de la partie marginale pincée, à proximité immédiate de celle-ci*
Suivant la présente invention, la surface de serrage pro- prement dite prévue sur le chapeau se situe, sur la majeure partie de la périphérie,à l'extérieur de la ligne le long de laquelle la surface de serrage prévue sur le bottier rejoint le tronçon arrondi d'autre part, sur une zone étroite située de chaque coté, cette surface de serrage s'étend vers l'inté- rieur, de sorte que, dans ces zones, une plus grande largeur radiale de la membrane est fermement serrée,
sans que l'exten- sion vers l'intérieur soit suffisamment importante pour entraver
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la formation correcte du repli extérieur lors de l'ouverture de la soupape.
On suppose que, sous l'effet de la largeur plus grande de la partie marginale, qui est serrée sur les deux zones, l'étirage est limité à la partie située sur le tronçon arrondit entre la face de serrage prévu* sur le boîtier et le reste de l'ouverture latérale. Que cette théorie soit correcte ou non, on constate dans la pratique qu'une soupape aine± modifiée demeure étanche après des ouvertures et des fermetures répétées, nous une pression d'essai appropriée.
La légère asymétrie par rapport à l'axe de la membrane ne donne lieu à aucune entrave dans la formation correcte du repli supérieur lors de l'ou- rerture de la soupape ;en réalité, elle favorite la formation de ce repli, en ce sens que l'obstacle est moindre que dans le cas où la surface de serrage prévue sur le chapeau serait prolongée 'fera l'intérieur sur tout le pourtour.
L'application de l'invention n'est pas limitée à des sou- papes à large passage, bien que le problème qui en fait l'objet se pose d'une façon plus marquée dans de telles soupapes que dans celles d'une section de passage plus réduite* L'applica- tion de l'invention aux soupapes d'une plus petite section de passage permet à celle-ci de fonctionner de façon satisfaisante, avec des pressions linéaires plus élevées que celles des sou- papes de formes existantes
Une méthode simple pour former les extension$ intérieures consiste à laisser la section transversale de la paroi inté- rieure du chapeau inchangée sur tout le pourtour et de réduire, dans les deux sones en question$,
le rayon de la jonction arron- dit de la surface de serrage, prévue sur le chapeau, avec la paroi intérieure de ce dernier* Afin d'éviter toute modifica- tion brusque dans la surface de la jonction arrondie, on prévoit, aux extrémités des deux sones latérales, des zones de
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transition dont le rayon va en augmentant.
Ces soute de transition peuvent occuper la totalité du restant de la pé- riphérie, mais elles seront très courtes, le reste de la périphérie présentant une donation arrondie à rayon de courbure constant, plus grand que celui des deux zones latérales*
Une autre méthode pour former les extensions intérieures consiste à laisser inchangé.
la paroi intérieure du chapeau$ sur la majeurs partie de la périphérie de cette paroi.et detan- dre la paroi vers l'intérieur dans les deux zones latérales, ce qui peut être réalisé convenablement en faisant en sorte que ce$ deux zones Constituent les cordes de la forme générale de la section transversale, ces zones pouvant en outre être si- tuées de telle manière que, dans le plan transversal médian, la jonction arrondie du chapeau soit situé* légèrement vers l'intérieur par rapport à la jonction entre le tronçon ou l'épaulement arrondi et la surface de serrage prévue sur le bottier.
Comme précédemment, on doit éviter des changements brusques dans une partie quelconque de la jonction arrondi**
La diminution du rayon peut être appliquée conjointement avec l'extension, rêva l'intérieur, de la paroi interne du chapeau, dans les deux sones latérale..
La présente invention sera décrite d'une Manière plus détaillée, en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels t
La Figure 1 est une vue en coupe axiale d'une soupape suivant l'invention, dans un plan transversal médian.
La Figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la Figure 1.
La Figure 3 est une vue de détail en coupe suivant la ligne III-III de la Figure 2.
La Figure 4 est une vue en doupe axiale du chapeau d'une autre soupape suivant l'invention, dans un plan transversal
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médian. ,
La Figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la Figure 4; et
La Figura 6 est une vue de détail en coupe suivant la ligne VI-VI de la ligure 5.
La soupape représentée dans la Figure 1 comprend un bot- tier 11 présentant un alésage ou passage droit 12 et un orifice latéral, symétrique par rapport à un axe perpendicu- laire à cet alésage, lequel, partant d'une face de serrage plane 13, prévue sur le boîtier transversalement audit axe, rejoint,par une partie arrondie 14, une paroi convergente 15 qui, comme indiqué dans la Figure 1, se raccorde tangentielle- ment à la paroi de l'alésage 12. La partie marginal* d'une membrane flexible 16 est serrée entre la face 13 et une face de serrage transversale plane 17, prévue sur un chapeau 18 fixé au bottier 11 à l'aide de boulons, comme indiqué en 19 @ qui traversent des orifices prévus dans la membrane.
La mem- brane porte un goujon 21, dont la tête 22 est encastrée au centre de la membrane, ce goujon servant à la fixation d'un organe d'aotionnement 23, qui peut être déplacé dans le sens axial, en vue de l'ouverture et de la fermeture de la soupape, au moyen d'éléments appropriés, représentés à titre d'exemple sous la forme d'un volant à main 24, d'une tige filetée 25 et d'un écrou 26.
En dehors de la partie marginale pincée, la membrane est moulée sous une forme qui correspond à la position fermée de la soupape, dans laquelle cette membrane s'applique intimement contre l'arrondi 14, la paroi convergente 15 et la partie de l'alésage qui s'étend d'un coté à l'autre de la paroi. Dans cette position, la membrane est pressée contre la paroi con- vergente 15 et ladite partie de l'alésage par le dispositif d'actionnement 23, lequel présente une forme correspondante
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toutefois, l'élément d'actionnement n'épouse pas la forme de l'épaulement 14 et il ne .'exerce .. cet endroit aucune pression directe.
Les divers éléments sont proportionnés de telle ma- nière que, dans la position de fermeture, la partis de la *sa- brane qui s'étend sur l'épaulement est légèrement tendue,la pression exercée par la membrane sur l'épaulement, due à la tension, étant appelée à assurer un joint étanche dans ce* ré- gions. Pour que la soupape terme .. joint étanche, il suffit que cette étanchéité, engendrée par la tension, se manifeste de chaque coté sur une zone étroite orientée perpendiculairement au plan de la Figure 1.
Lorsqu'on ouvre la soupape en exerçant une traction sur l'organe d'application ou d'actionnement, le goujon écarte la membrane de son siège, la disposition étant telle que, lorsque la soupape est entièrement ouverte, elle s'infléchit vers le haut, comme indiqué en 27 dans la Figure 1, le repli se situant immédiatement à l'intérieur de la partie marginale serrée.
pour éviter toute détérioration, la jonction entre la face de
28 serrage 17 et la paroi intérieure/du chapeau 18 est arrondie, comme indiqué en 29, Figure 1 et en 31, Figure 3. D'autre part, et afin d'assurer une meilleure adaptation du repli sur la majeu- re partie de la périphérie des faces de serrage, la limite in- térieure de la face de serrage 17 - c'est-à-dire, le point où la jonction arrondie 29 s'amorce à partir de la face de serrage proprement dite 17 - est située au-delà de la limite intérieure de la face plane 13 du bottier, soit, au-delà du point où l'é- paulement 14 s'amorce à partir de la face 13.
Ainsi, la face 13 présente une zone annulaire intérieure étroite, qui est plane, mais contre laquelle la partie marginale de la membrane n'est pas serrée. Dans les soupapes connues à ce jour, cette zone annulaire était complète.
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Afin de faciliter la formation du repli supérieur et réduire l'effort s'exerçant sur le goujon à la suite de l'in- version de la membrane lors de l'ouverture de la soupape,la partie marginale de la membrane,à l'état non serré, n' est pas plane comme les surfaces de serrage 13, 17, main est incurvée* dans le môme sono que la paroi convergente 15,tout en présentant une pente moins raide que celle-ci
On suppose que, par suite de cette mesure, une légère ride ou fronce tent à se former sur la face inférieure de la membrane, immédiatement à l'intérieur de la limite de la partie marginale qui est fermement serrée entre les face 13, 17, c'est-à-dire, la partie qui repose sur la zone annulaire mentionnée ci-dessus.
Lors de la première fermeture de la soupape, on constate que cette dernière est étanche tandis que dans les soupapes construites à ce jour, une fuite tend à se former dans cette région après que la soupape a été ouverte et fermée quelques fois. On suppose que ceci est dû à ce que la ride est aplanie à la suite de la première fermeture mais se reconstitue lorsque la soupape est ouverte, pour prendre graduellement un caractère plus nettement permanent.
En considérant la Figure 2 on voit que, dans la construction suivant la présente invention, la paroi intérieure du chapeau est étendue vers l'intérieur dans deux zones latérales opposées, qui présentent convenablement la forme de cordes 32. Il s'ensuit que la face de serrage plane proprement dite 17 présentée par le chapeau, est étendue vers l'intérieur et, dans cet exemple par- ticulier, on réalise une légère extension supplémentaire de la surface plane en donnant à la surface de raccordement arrondie 29, figure 1, dans cette zone, un rayon inférieur à celui présenté par cette surface de raccordement arrondie dans le reste de la sont annulaire 31, ltigure 1.
Ces deux différences peuvent être mises en lumière par une comparaison des Figures 1 et 3, ainsi
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quepar la ligne de chaînette 33 de la Figure 1,qui indique la même section que celle représentât dans la Figure 3,
Le fait de donner à la paroi intérieure du chapeau la for- me d'une corde a pour résultat que la largeur radiale accrue de la face de serrage 17 proprement dite,présentée par le chapeau, va en diminuant progressivement depuis le plan de la Figure 1 jusqu'aux extrémités de la corde. Une forme de corde, c'est-à-dire, présentant une ligne droite, n'est pas essentielle.
On peut appliquer n'importe quelle autre forme appropriée, qui détermine une largeur convenable de la zone, de façon à assurer une superficie de serrage accrue, pourvu que l'on évite des changements brusques du tracé, suscepti- bles d'entraver la formation correcte du repli dans la membra- ne ou de causer une autre perturbation. Il n'est pas toujours essentiel que le rayon de la surface de raccordement 29 soit moindre dans les zones en question que dans les autres partie..
On suppose que l'extension, vers l'intérieur, de la par- tie marginale effectivement serrée a pour résultat que la fron- ce se forme plus loin vers l'intérieur, en un endroit où l'action d'étirage par-dessus l'épaulement 14 s'exerce plus efficacement pour aplanir cette fronce lors de la fermeture de la soupape. Que cette hypothèse soit correcte ou non, on obtient, dans la pratique, une amélioration importante en ce qui concerne les fuites dans les régions en question, tour- tes autres conditions étant égaler
Dans l'exemple représenté, les deux cordes 32 sous-tendant un angle d'envirou 36 , dont le sommet se trouve sur J'axes de qui correspond à une extension appropriée, vers l'intérieur, de la surface de serrage formée sur le chapeau.
Cependant, cette disposition est susceptible de variantes dans certaines limites, d'une part sans une diminution de l'étanchéité et,
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d'autre part, sans perturbation excessive dans la formation du repli.
Dans l'exemple représenté dans les Figures 4, 5 et 6, l'extension, vers l'intérieur, de la surface de serrage pro- présent dite, formée sur le chapeau, est obtenue simplement en réduisant le rayon de la zone de raccordement arrondie, prévue entre la surface de serrage 34 formée sur le chapeau 35, et la paroi intérieure 36 de ce chapeau. Il ressort de la Figure 4 que la paroi intérieure 36 est cylindrique au voisi- nage de l'extrémité inférieure du chapeau.
Sur la majeure partie de la périphérie,la largeur radiale de la surface de serrage 34 cet inférieure à celle de la surface de serrage plane 37, formée sur le boîtier 38, de sorte que la limite ex- térieure de la face 34 est située extérieurement par rapport à la limite extérieure de la face 37;
toutefois,dans une zone 39, prise de part et d'autre et présentant une largeur angu- laire de 16 environ, le rayon est moindre, de sorte que, la surface de serrage proprement dite 34 présente une largeur sensiblement égale à celle de la surface plane 37, comme il ressort de la Figure 4. Dans une autre zone, 41,le rayon de la zone de jonction entre la surface 34 et la paroi 36 varie progressivement depuis la valeur qu'il présente dans la zone 39 jusqu'à la valeur représentée dans la Figure 6, cette valeur étant celle que ce rayon possède sur toute la périphérie comprise entre les extrémités des zones 41.
ces dernières zones peuvent embrasser un angle de 14 , les angles embrassés par les zones 39 et 41 pouvant cependant s'écarter considérablement des valeurs indiquées Le rayon de la surface de jonction ou de raccordement peut, dans les zones 39, être égal à la moitié du rayon des parties de cette surface comprises entre les zones 41,
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ce rapport ne constituant toutefois pas une limite$ ])au, le cas d'une soupape ayant un passage nominal de 3 pouce. (75 mm), le rayon de la surface de jonction, dans les zones 39, peut être de 3/16 de pouce (4,76 mm), soit, D/16, où D représente le diamètre nominal de l'alésage.
La construction représentée Une les ligure. 1 à 3 convient mieux aux soupapes présentant un grand alésage$ par exemple de 8 pouces (200 ma) et plus, tandis que celle représenté* dans les Figurée 4, 5 et 6 convient mieux aux soupapes d'un alésage de moindre diamètre. @
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"P rf otionneB nt8 brought to the valves to govern day f; l.u.der"
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The present invention relates to diaphragm valves, for regulating fluids, valves of the type comprising a diaphragm which, in the free state, has a shape which corresponds to the closed position of the valve, the marginal part of this diaphragm. being clamped between, on the one hand, a cap, a flat membrane clamping surface of which is connected by a rounded junction surface to the inner wall of this cap and, on the other hand, a valve housing having a bore essentially straight and with a substantially constant cross section, as well as a seat formed in part by the surface of a side opening, which, starting from a rounded section or shoulder with a large radius of curvature,
which connects it to a flat diaphragm clamping surface, presented by the valve housing, extends inwardly, with pronounced convergence, the converging sides * of the opening progressively connecting to the cross section of the opening. the bore, which thus completes the seat, the arrangement being such that, in the closed position of the valve, the membrane is lent by an application member, to which it is attached, against the seat.
inwardly relative to the rounded section, and is slightly stretched in the region of the rounded section, while, when the valve is opened following its withdrawal by the applicator member, it forms a fold outside the 'inside the bonnet, internally with respect to the tight marginal part * Valves of this kind are described, for example, in Belgian Patent No. 11 * 490,724. However, the invention is also applicable to valves of the same general type, in which the body has been modified by a reduction in the height at which the clamping surface for the diaphragm has been provided, as well as by a slight elevation of the mowing of the passage or bore of the valve, in the direction of the diaphragm, from each end,
the cross section of the passage
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being kept substantially constant thanks to the widening of this passage, from its extracted, in the direction of the membrane * Such modifications make it possible to provide the valve with a membrane of smaller diameter, while leaving a section constant passage, free from sudden changes and which offers the possibility of a straightforward passage.
In such valves, the annular zone of the member, located immediately inside the tight marginal part is subjected to considerable changes in its shape between the closed position and the open position, which makes it necessary to provide the seat and the diaphragm with a rounded section with a large radius of curvature, between the conical part and the tight marginal part. It is also necessary to round off the junction between, on the one hand, the flat clamping surface provided on the hat and, on the other hand, the inner wall of the latter, in order to prevent damage to the membrane, when the latter bends you outward.
In order to more easily allow the formation of the outer fold of the membrane when the valve is opened, the marginal part of the membrane is given a shape which is not flat, but inclined, although less abruptly, in the same direction as the lateral face of the conical part, see Belgian patent N 528.115 in this regard.
The tolerances which must be provided for during practical execution make it impossible to provide the applicator member with an external roll-up designed to adapt to the rounded section provided in the housing, reason why the application member only exerts / the diaphragm, when the valve is closed, only a pressure directed inwards with respect to the rounded section, while, over this section , the slight tension imparted to the material of the membrane is called upon to ensure a tight seal in this region. This seal must
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be provided on the sides, if one looks in the longitudinal direction of the passage of the valve.
It has been found, especially in wide-passage valves, for example / 8 inches (20 cm), or more, that a valve of the type in question, which can be found to be tight at an appropriate test pressure, has tendency, after the initial assembly, to give rise to leaks, after having been opened or closed two or three hays * It is supposed that this is due to the fact that the only fact of tightening the marginal part.
oblique of the membrane causes or tends to cause a slight puckering or wrinkle to form on the underside of the area immediately inward of the tight marginal portion and that, although this area may be tightly stretched by the stretching action which is exerted when the valve is first formed, the wedging action of the applicator member tends to accentuate the wrinkle internally with respect to the tight marginal part, to immediate proximity thereof, while the friction of the diaphragm against the rounded section formed in the casing results in a stretching force the value of which decreases from the conical part to the tight marginal part,
of aorta that this effort is insufficient to flatten the accentuated wrinkle located inside the pinched marginal part, in the immediate vicinity thereof *
According to the present invention, the actual clamping surface provided on the cap is located, over the major part of the periphery, outside the line along which the clamping surface provided on the casing meets the section. rounded on the other hand, on a narrow zone located on each side, this clamping surface extends inwardly, so that, in these zones, a greater radial width of the membrane is firmly clamped,
without the inward extension being large enough to hamper
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the correct formation of the outer fold when opening the valve.
It is assumed that, under the effect of the greater width of the marginal part, which is clamped on the two zones, the stretching is limited to the part located on the rounded section between the clamping face provided * on the housing and the rest of the side opening. Whether this theory is correct or not, it has been found in practice that a modified ± groin valve remains tight after repeated opening and closing, under an appropriate test pressure.
The slight asymmetry with respect to the axis of the diaphragm does not give rise to any hindrance in the correct formation of the upper fold when opening the valve; in reality, it favors the formation of this fold, in this sense that the obstacle is less than in the case where the clamping surface provided on the cap is extended 'will make the interior all around.
The application of the invention is not limited to wide-passage valves, although the problem which is the subject of it arises more markedly in such valves than in those of a section. of smaller passage * The application of the invention to valves of a smaller passage section enables the latter to operate satisfactorily, with higher linear pressures than those of valves of existing shapes
A simple method of forming the inner extensions $ is to leave the cross section of the inner wall of the bonnet unchanged all around and to reduce, in the two sones in question $,
the radius of the rounded junction of the clamping surface, provided on the bonnet, with the inner wall of the latter * In order to avoid any abrupt modification in the surface of the rounded junction, provision is made at the ends of two side sones, areas of
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transition whose radius is increasing.
These transition bunkers can occupy the whole of the rest of the periphery, but they will be very short, the rest of the periphery presenting a rounded donation with a constant radius of curvature, greater than that of the two lateral zones *
Another method of forming interior extensions is to leave them unchanged.
the inner wall of the cap $ over the major part of the periphery of this wall. and extend the wall inwards in the two side zones, which can be suitably achieved by ensuring that these $ two zones constitute the strings of the general shape of the cross-section, these areas may further be situated in such a way that, in the median transverse plane, the rounded junction of the hat is situated * slightly inward with respect to the junction between the section or rounded shoulder and the clamping surface provided on the casing.
As before, abrupt changes in any part of the rounded junction should be avoided **
The decrease in radius can be applied in conjunction with the extension, dreamed the interior, of the inner wall of the hat, in both lateral sones.
The present invention will be described in more detail, with reference to the accompanying drawings, in which t
Figure 1 is an axial sectional view of a valve according to the invention, in a median transverse plane.
Figure 2 is a sectional view taken along line II-II of Figure 1.
Figure 3 is a detailed sectional view along the line III-III of Figure 2.
Figure 4 is an axial cutaway view of the cap of another valve according to the invention, in a transverse plane
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median. ,
Figure 5 is a sectional view taken along the line V-V of Figure 4; and
Figure 6 is a detailed sectional view taken along line VI-VI of Figure 5.
The valve shown in Figure 1 comprises a housing 11 having a straight bore or passage 12 and a lateral orifice, symmetrical with respect to an axis perpendicular to this bore, which, starting from a flat clamping face 13, provided on the housing transversely to said axis, joined by a rounded part 14, a converging wall 15 which, as shown in Figure 1, connects tangentially to the wall of the bore 12. The marginal part * of a flexible membrane 16 is clamped between face 13 and a flat transverse clamping face 17, provided on a cap 18 fixed to the casing 11 by means of bolts, as indicated at 19 @ which pass through orifices provided in the membrane.
The diaphragm carries a stud 21, the head 22 of which is embedded in the center of the diaphragm, this stud serving for the fixing of a spring member 23, which can be displaced in the axial direction, in view of the opening and closing of the valve, by means of suitable elements, shown by way of example in the form of a handwheel 24, a threaded rod 25 and a nut 26.
Apart from the pinched marginal part, the diaphragm is molded in a shape which corresponds to the closed position of the valve, in which this diaphragm rests intimately against the rounding 14, the converging wall 15 and the part of the bore. which extends from one side of the wall to the other. In this position, the membrane is pressed against the converging wall 15 and said part of the bore by the actuator 23, which has a corresponding shape.
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however, the actuating element does not follow the shape of the shoulder 14 and exerts no direct pressure there.
The various elements are proportioned in such a way that, in the closed position, the part of the * sa- brane which extends over the shoulder is slightly stretched, the pressure exerted by the membrane on the shoulder, due to under tension, being called upon to ensure a tight seal in these * regions. For the valve to run ... tight seal, it suffices that this tightness, generated by the tension, is manifested on each side over a narrow zone oriented perpendicular to the plane of Figure 1.
When the valve is opened by exerting a traction on the applicator or actuator, the pin moves the diaphragm away from its seat, the arrangement being such that, when the valve is fully open, it bends towards the top, as shown at 27 in Figure 1, with the fold immediately inside the tight marginal portion.
to avoid any deterioration, the junction between the face of
28 tightening 17 and the inner wall / of the cap 18 is rounded, as indicated at 29, Figure 1 and 31, Figure 3. On the other hand, and in order to ensure a better adaptation of the fold over the major part of the periphery of the clamping faces, the inner limit of the clamping face 17 - that is, the point where the rounded junction 29 starts from the actual clamping face 17 - is located beyond the inner limit of the flat face 13 of the casing, or, beyond the point where the shoulder 14 starts from the face 13.
Thus, the face 13 has a narrow inner annular zone, which is flat, but against which the marginal part of the membrane is not clamped. In the valves known to date, this annular zone was complete.
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In order to facilitate the formation of the upper fold and reduce the force exerted on the stud as a result of the inversion of the diaphragm when opening the valve, the marginal part of the diaphragm, at the not clamped state, is not flat like the clamping surfaces 13, 17, hand is curved * in the same sound system as the converging wall 15, while presenting a less steep slope than the latter
It is assumed that, as a result of this measurement, a slight wrinkle or puckering tends to form on the underside of the membrane, immediately within the limit of the marginal part which is firmly clamped between the faces 13, 17, that is, the part which rests on the annular zone mentioned above.
When the valve is first closed, it is found that the latter is tight, whereas in valves built to date, a leak tends to form in this region after the valve has been opened and closed a few times. It is assumed that this is due to the fact that the wrinkle is flattened following the first closure but reconstitutes when the valve is opened, gradually taking on a more markedly permanent character.
Looking at Figure 2 it can be seen that, in the construction according to the present invention, the inner wall of the cap is extended inwardly in two opposite side areas, which suitably have the shape of cords 32. It follows that the face actual flat clamp 17 presented by the cap is extended inward and, in this particular example, a slight further extension of the flat surface is achieved by giving the rounded connecting surface 29, Figure 1, in this zone, a radius smaller than that presented by this rounded connecting surface in the rest of the are annular 31, ltigure 1.
These two differences can be highlighted by a comparison of Figures 1 and 3, thus
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than by the chain line 33 of Figure 1, which indicates the same section as that shown in Figure 3,
As a result of shaping the inner wall of the bonnet in the form of a cord, the increased radial width of the clamping face 17 proper, presented by the bonnet, gradually decreases from the plane of FIG. 1 to the ends of the rope. A cord shape, that is, having a straight line, is not essential.
Any other suitable shape can be applied, which determines a suitable width of the zone, so as to ensure an increased clamping area, provided that abrupt changes in the pattern are avoided, which could hamper the formation. correct flexion in the membrane or cause other disturbance. It is not always essential that the radius of the connecting surface 29 is less in the zones in question than in the other parts.
It is assumed that the inward extension of the effectively tightened marginal portion results in the frown forming further inward, at a point where the action of stretching over the shoulder 14 is exerted more effectively to flatten this gathering when the valve is closed. Whether or not this assumption is correct, in practice, a significant improvement is obtained with regard to leakage in the regions in question, all other conditions being equal.
In the example shown, the two cords 32 subtending an angle of approx. 36, the apex of which is on the axes of which corresponds to an appropriate extension, towards the interior, of the clamping surface formed on the hat.
However, this arrangement is subject to variations within certain limits, on the one hand without a reduction in the tightness and,
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on the other hand, without excessive disturbance in the formation of the fold.
In the example shown in Figures 4, 5 and 6, the inward extension of the proper clamping surface formed on the bonnet is obtained simply by reducing the radius of the connection area. rounded, provided between the clamping surface 34 formed on the cap 35, and the inner wall 36 of this cap. It can be seen from Figure 4 that the inner wall 36 is cylindrical in the vicinity of the lower end of the cap.
Over most of the periphery, the radial width of the clamping surface 34 is smaller than that of the planar clamping surface 37, formed on the housing 38, so that the outer limit of the face 34 is located externally. relative to the outer limit of the face 37;
however, in an area 39, taken from either side and having an angular width of approximately 16, the radius is smaller, so that the actual clamping surface 34 has a width substantially equal to that of the flat surface 37, as shown in Figure 4. In another zone, 41, the radius of the junction zone between the surface 34 and the wall 36 varies progressively from the value that it presents in the zone 39 to the value shown in Figure 6, this value being that which this radius has over the entire periphery between the ends of the zones 41.
these latter zones can embrace an angle of 14, the angles embraced by zones 39 and 41 being able, however, to deviate considerably from the values indicated.The radius of the junction or connection surface can, in zones 39, be equal to half the radius of the parts of this surface included between the zones 41,
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this ratio not, however, constituting a limit $]) to, the case of a valve having a nominal passage of 3 inches. (75mm), the radius of the joining surface, in areas 39, may be 3/16 of an inch (4.76mm), or, D / 16, where D is the nominal diameter of the bore.
The construction represented A the Ligurians. 1 to 3 is more suitable for valves with a large bore, for example 8 inches (200 ma) and larger, while the one shown * in Figures 4, 5 and 6 is more suitable for valves with a smaller bore diameter. @