<EMI ID=1.1>
rées deux cavités voisines agression égale ou différente au
moyen d'un diaphragme en matière élastique ou du moins flexible
serré entre deux parties d'un corps et dont la région centrale constitue un obturateur disposé obliquement et de manière pivotante à la façon d'un clapet entre deux positions extrêmes respectivement supérieure et inférieure.
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pendiculairement au siège et même à l'ouverture complète et il
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importantes. L'étanchéité entre la cavité remplie par le fluide
et la tige d'actionnament est assurée par le diaphragme, en sa
région extérieure entre l'obturateur et le bord extérieur de
serrage. C'est dans cette région que l'effort proprement dit est
appliqué au diaphragme.
Dans les tiroirs à diaphragme, le mouvement de l'obturateur,
par exemple sous forme de plaque, de coin ou de c8ne, est essentiellement dirigé parallèlement au plan de la section du conduit d'écoulement. Ce mouvement permet'de retirer complètement l'obturateur de la cavité découlement. Par suite, contrairement à une
soupape, on obtient une cavité d'écoulement libre et pratiquement
lisse et un écoulement pratiquement sans pertes.
Etant donné la course notablement plus grande que dans les
soupapes, et afin de respecter des longueurs de tiroir souvent normalisées, le diaphragme présente - vu en coupe transversale -
une forme fondamentale plus ou moins ovale qui est déjà sujette
à des variations de forme très appréciables entre les positions d'ouverture et de fermeture. On obtient une diminution de la
course au prix d'un rétrécissement de la section d'écoulement.
Il est connu de donner au diaphragme différentes formes ( par
exemple diaphragmes en plaque, en gouttière, en plateau, en
chapeau) pour. limiter le plus possible la déformation par foulage
afin d'atteindre une longévité aussi grande que possible. Les
diaphragmes de forme fondamentale plane ne permettent en général
qu'une course réduite, dans le cas de plus grandes courses, la
matière s'allonge et à la longue, subit une fatigue notable.
Les diaphragmes roulants connus permettent par contre une plus
grande course, mais l'épaisseur du diaphragme ou la rigidité du
matériau utilisable sont contraints à certaines limites dues
aux grandes variations de forme. Dans certains modes de réalisation <EMI ID=4.1>
phragme et dans la région desquelles le changement de direction
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petite longueur de construction du corps.
Selon d'autres diaphragmes encore, il est possible" que la
forme tridimensionnelle change lors du passage d'une position extrême à l'autre, c'est-à-dire que - vue d'un côté - le diaphragme passe d'une forme convexe à une forme concave. Le passage de la forme convexe à la forme concave est illustrée
i par la soupape à diaphragme décrite dans le brevet des EUA n[deg.]
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ouvrant et se fermant grâce à un dispositif d'actionnement sous forme de tige, déplacé perpendiculairement à la direction d' écoulement dans le corps. Par suite de ce changement de forme tridimensionnelle, le diaphragme subit un effort important au voisinage de son bord de serrage de sorte qu'en se courbant vers le haut et vers le bas, il subit à la longue une fatigue excessive et une usure prématurée. La valve d'isolement selon le brevet français n[deg.] 1 031 2559 qui présente un obturateur en relief, souffre du même inconvénient.
D'autres formes de diaphragme présentent, entre le bord ex- ' térieur de serrage et la région centrale, une forme arquée qui se maintient dans toutes les positions de fonctionnement. Cette disposition est obtenue soit en donnant au corps une structure
, qui oblige de diaphragme à garder sa forme fondamentale, en
étant foulé, soit en limitant la course théorique possible à une course notablement moindre.
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diaphragme dans laquelle le dispositif d'actionnement est sous la forme d'une tige disposée obliquement par rapport à la direction principale d'écoulement dans le corps et agissant perpendiculairement à l'obturateur dans la position de fermeture. Le diaphragme est asymétrique car l'obturateur est décalé par rap-
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serrage, en sa partie où l'obturateur est à la plus petite <EMI ID=9.1>
ture et à chaque fermeture une forte flexion qui entraine une fatigue rapide de la matière. En même temps, lors du processus de fermeture, la partie prolongée du diaphragme s'allonge. Cet allongement qui a lieu à chaque fermeture a également des effets désavantageux et conduit, avec le temps, à une fatigue excessive et une certaine fragilité. Une autre disposition qui propose de donner à la partie la plus longue un excès de longueur réalisé sous la forme d'une ondulation, conduit également à une usure car il se produit dans les plis un foulage continuel. En outre, dans le distributeur à clapet susdit, un patin est fixé à l'obturateur et il est prévu que l'extrémité inférieure de la tige s'applique au patin par contact linéaire dans la position d'ouverture, mais par contact de surface dans la position de fermeture.
L'invention a pour but de fournir un diaphragme qui. assure un mouvement sans foulage nuisible, sans flexion et sans mouvement de roulement, avec possibilité de tirer parti de toute la course même sous une haute pression d'utilisation et qui, en outre, ne subisse pas de modification de sa forme tridimensionnelle au passage d'une position extrême à l' autre.
Pour résoudre ce problème, l'invention propose un dispositif destiné à maintenir séparées deux cavités voisines à pression égale ou différente au moyen d'un diaphragme en matière élastique ou flexible, avec ou sans armature de tissu, par exemple en caoutchouc ou en matière synthétique, serré entre deux parties d'un corps respectivement inférieure et supérieure et dont la région centrale constitue un obturateur monté obliquement et pivotant à la façon d'un clapet entre deux positions extrêmes respectivement supérieure et inférieure, dispositif remarquable en ce que, dans les positions extrêmes supérieure et inférieure et en toute position intermédiaire, le diaphragme - vu en coupe transversale par le bas - présente entre son bord serré et l'obturateur une courbure annulaire concave en forme de gorge.
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sition extrême inférieure que dans la position extrême supérieu-
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courbure annulaire et la matière du diaphragme n'est soumise qu'à de simples flexions. D'autre part , *le 'diaphragme conçu selon l'invention permet des applications multiples, ainsi, il peut non seulement être installé dans un corps de valve d'isolement mais aussi dans un clapet anti-retour ou dans une pompe
à diaphragme.
Dans l'exemple d'un distributeur à diaphragme à écoulement rectiligne dans lequel le siège est disposé obliquement dans
la partie inférieure du corps, le diaphragme est serré entre les parties inférieure et supérieure du corps et la région centrale du diaphragme constitue un obturateur disposé obliquement et pouvant pivoter à la façon d'un clapet de la position d'ouverture à la position de fermeture, la tige qui applique la force
de déplacement agit au centre ou dans la région du centre de l'obturateur 3t est articulée à celui-ci, le diaphragme présentant selon l'invention, entre son bord serré et l'obturateur,
tel qu'il est vu du siège et dans les positions d'ouverture et de fermeture comme en toute position intermédiaire, une courbure concave en forme de gorge. Lorsque le diaphragme est déplacé, c'est seulement le rayon de courbure qui varie. Il ne se produit pas de flexions dans la région du bord de serrage comme dans de nombreux tiroirs, soupapes et pompes à diaphragme antérieurement connus et en particulier on évite que le diaphragme saute, de façon extrêmement nuisible, par passage de la forme concave à
la forme convexe . D'autre part, il ne se produit aucun des mouvements de roulement des diaphragmes roulants types'.
Selon un autre mode de réalisation, ,dans la forme tridimensionnelle du diaphragme tel qu'il est fabriqué, le point d'appli-
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courbure du diaphragme, situés de part et d'autre de ce point, sont alignés. Ainsi, lorsque le diaphragme est mis en place dans le corps et qu'il n'est ni déformé ni actionné et présente la forme tridimensionnelle qu'il a prise après sa fabrication par exemple par moulage par injection ou moulage par compression, la ligne susdite est parallèle à l'axe longitudinal v du conduit d'écoulement et. avantageusement située au voisinage du bord serré. Grâce à cette disposition, on obtient un nouveau perfectionnement car les forces exercées sur le diaphragme par le fluide lors de l'ouverture et de la fermeture sont réduites, En particulier, on évite que les forces d'écoulement ne puissent "'appliquer par un bras de levier et ainsi, la région de <EMI ID=14.1> ne subisse pas d'effort.
Selon un mode de réalisation préféré du diaphragme, les centres ml et m2 de la courbure annulaire sont à une distance radiale égale ou sensiblement égale au point d'application de la tige à l'obturateur et la courbure annulaire présente de tous côtés le même rayon r.
Dans le diaphragme vu en coupe tel qu'il est disposé dans le corps, en position d'ouverture, la courbure située à droite présente le plus petit rayon, la courbure située à gauche le plus grand et dans les régions intermédiaires, les variations sont continues. En outre, dans la position ouverte, la surface plane de l'obturateur, tournée vers le siège, est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal v du conduit d'écoulement du corps.
Grâce à l'invention, il devient possible d'utiliser pour le diaphragme même des matériaux qui sont moins flexibles que les matériaux tirés du caoutchouc naturel ou synthétique, qui ne pouvaient pas servir de matériaux de diaphragme antérieurement mais qui ont l'avantage d'une plus grande résistance à la corrosion et/ou à la température. Cela est possible étant donné que le diaphragme selon l'invention garde sa forme, c'est-à-dire
que la forme fondamentale ne se modifie pas lors de l'ouverture et de la fermeture, mais que seuls les rayons !:.,.des courbures varient. Ainsi, les allongements, foulages, distorsions, écrasements et roulements du diaphragme sont supprimés..Cela conduit à une plus grande sûreté de fonctionnement. On peut aussi utiliser le diaphragme selon l'invention dans une gamme de pressions et/ou de températures plus élevées.
Des matériaux qui peuvent être satisfaisants désormais sont par exemple des élastomères fluorés ("Viton" de Du Pont de
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En outre, l'invention permet aussi de donner au diaphragme dans la région de sa courbure en forme de gorge une épaisseur telle que la valve d'isolement puisse être utilisée à des pressions ou à des températures de service supérieures à ce qui était possible antérieurement, parce qu'on ne risque plus une fatigue rapide de la matière, étant donné la stabilité de forme du diaphragme.
Etant donné le mouvement d'écartement et en même temps de <EMI ID=16.1>
tion de fermeture le siège est déjà complètement libéré de sorte qu'il peut être rincé par le fluide qui s'écoule.
En outre, avec la réalisation selon l'invention, on évite les dépôts dans la région du diaphragme car dans la position d'ouverture et aussi dans la position de fermeture du diaphragme, il n'y a pas de cavité annulaire fermée mais au contraire elle reste reliée au conduit d'écoulement.
Le mouvement d'écartement et de basculement a un autre avantage, à savoir qu'il se produit une variation continue de la vitesse d'écoulement dans le conduit et non pas une fermeture brusque. Par suite, on peut éviter les coups de bélier. D'autre part, en vertu de sa forme jointe au mouvement d'écartement et
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à flotter.
Etant donné que le centre de rotation ou de basculement
de l'obturateur se trouve toujours dans l'axe x-y du dispositif de déplacement, que dans la position moyenne du diaphragme le dispositif de déplacement est placé perpendiculairement au plan de l'obturateur, qu'en outre il ne se produit qu'un léger mouvement de basculement pour le passage de l'obturateur à la position d'ouverture et de fermeture et que la grandeur du rayon r de la courbure annulaire du diaphragme non sollicité est calculée en fonction de la course prévue, le diaphragme ne subit aucun effort unilatéral conduisant à un allongement.
En même temps, l'invention permet de conserver la section d'écoulement sans qu'il soit nécessaire d'accepter une course
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parables.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de quelques exemples de réalisation représentés par les dessins annexés sur lesquels la figure 1 montre un distributeur à diaphragme en position ouverte, en élévation latérale et en coupe verticale à l'exception de l'obturateur, la figure 2 montre le distributeur de la figure 1 en position fermée , <EMI ID=19.1>
tel qu'il est réalise, vue par le haut* <EMI ID=20.1>
la figura 5 montre le diaphragme actionné, dans la position extrême supérieure qui est la position ouverte, la figure 6 montre le diaphragme tel qu'il est réalisé dans une position moyenne de service, ' la figure 7 montre le diaphragme actionné dans la position extrême inférieure qui est la position fermée, la figure 8 montre le diaphragme sous forme de clapet, placé dans le corps, en élévation latérale et en coupe et la figure 9 montre le diaphragme placé dans un corps de pompe en élévation latérale et en coupe.
Le distributeur à diaphragme de la figure 1 comporte un corps comprenant une partie inférieure 10 et un couvercle 11. Entre la partie inférieure de corps 10 et le couvercle 11 est serré le
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Le diaphragme 13 présente un obturateur 15 qui, dans la position de fermeture de la figure 2, s'applique contre le siège circulaire 16 de la partie inférieure 10 du corps. A l'intérieur de l'obturateur 15 est prévue une armature en métal 17, présentant deux branches de fourche 18, 18a dressées vers le haut et reliées, par un tourillon 19, à une tige 20 qui porte un volant 21.
En détail, entre les branches de fourche 18, 18a de l'obturateur est articulé, par le tourillon 19, un élément 20a qui est muni à son extrémité supérieure d'une plaque de pression 20b.
La tige 20 porte à son extrémité inférieure une plaque de pression 20c. Les deux plaques de pression 20b et 20c sont reliées entre elles par des moyens non représentés en détail. L'avantage de cette disposition est que grâce au tourillon 19, l'élément
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de la fourche 'et la tige 20 peut être remplacée de façon simple par d'autres -dispositifs d'actionnement, par exemple par un dispositif à piston et à cylindre, destiné à actionner de façon correspondante le diaphragme 13 et l'obturateur 15. La plaque
de pression 20b constitue en même temps une plaque de butée contre le bas du couvercle 11, de manière à limiter la course vers le haut. Le diaphragme 13 présente dans la région située entre son bord serré 12 et l'obturateur 15, 17 disposé au centre du diaphragme, obliquement par rapport au plan de serrage, une <EMI ID=23.1>
courbure annulaire, en formé de gorge 22, concave telle qu'elle
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une boucle et représentée en position d'ouverture par la figure 1 et en position de fermeture par la figure 2. Ainsi, lorsqu'
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verture ou inversement, le diaphragme ne subit pas de modification fondamentale de sa forme tridimensionnelle, de sorte qu'il est de forme stable. Cette stabilité peut être constatée de façon particulièrement nette grâce aux figures 5 à 7.
La figure 6 montre le diaphragme dans la forme qu'il présente <EMI ID=26.1>
si que les centres ml et m2 de la courbure 22 et donc de façon correspondante tous les centres étant situés, avec le point d'action 24 du dispositif d'actionnement 20 qui s'étend suivant l'axe x-y et avec le point de basculement du tourillon 19 de l'obturateur 15, 17 dans un même plan 25 tandis que le diaphragme 13 est bombé de façon convexe, du plan de serrage 23 vers le haut, en forme de tulipe. Le plan 25 est en même temps parallèle à l'axe v du conduit d'écoulement de la partie 10 du corps du distributeur. La forme du diaphragme après sa fabrication, représentée par la figure 6, correspond à la forme qu'il a en position moyenne lorsqu'il est installé dans le corps selon les figures 1 et 2.
La figure 6 montre en outre que la boucle 22L de la partie gauche du diaphragme et la boucle 22R de la partie droite ont une courbure symétrique, présentent une extension en arc b nécessaire à l'actionnement de l'obturateur 15, 17 et que leur concavité est tournée vers le bas et vers la bride du bord de serrage 12 du diaphragme, que les centres de courbure ml et m2 sont placés symétriquement autour du point de pression 24, dans le plan 25, que les rayons des courbures sont égaux et que de <EMI ID=27.1>
sur tout le tour. La figure 6 montre encore que l'obturateur cir-
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action 24 qui est le point de basculement et de pression par rapport au plan 25 ou à l'axe central!; du conduit d'écoulement.
Etant donné, que dans la position moyenne du diaphragme,
le dispositif de déplacement agit suivant l'axe x-y, perpendiculairement au plan de l'obturateur, l'angle c( 0 correspond égale ment à l'angle compris entre la normale Z au plan 25 et <EMI ID=29.1>
préférentiel qui est représenté.
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Il s'ensuit que de sa position moyenne à sa position d'ouverture de la figure 5, l'obturateur 15, 17 bascule autour de l'axe du
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inverse des aiguilles d'une montre.. De la position moyenne de la figure 6 à la position de fermeture, il s'effectue un basculement également de 10[deg.] dans le sens des aiguilles d'une montre de sorte que dans les positions d'ouverture et de fermeture, l'angle� entre l'axe x-y du dispositif d'actionnement et la ligne
W perpendiculaire au plan de l'obturateur 15-17 est égal dans
le cas présent à 10[deg.].
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du diaphragme, les rayons r des courbures et des régions intermédiaires correspondantes sont égaux. En outre, sur toute la circonférence, il existe une même longueur d'arc b au dessus du plan 25; simplement, dans la partie gauche 22L, à cause de
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Etant donné que lorsque le diaphragme est actionné et passe à la position d'ouverture ou de fermeture il ne se produit pas de foulages ni d'allongements, les longueurs locales d'arc b restent inchangées.
Sur la figure 7 qui montre la position de fermeture du diaphragme, il est possible de voir que le rayon de la courbure
22R est plus grand que celui de la courbure 22L. Toutefois, les boucles de droite et de gauche gardent sur tout le tour leur courbure dirigée vers le haut. Des conditions inverses se présentent dans' la position d'ouverture. Ici encore, les boucles
22R et 22L gardent leur forme bombée vers le haut, mais pendant la course d'ouverture, la boucle 22R rétrécit uniformément et le ; rayon!. de la courbure devient plus petit. La boucle 22L a un comportement opposé durant ce processus, elle s'élargit et le rayon r devient plus grand. Il s'ensuit que dans la position d'ouverture du diaphragme, en partant de la boucle 22R, on obtient de droite à gauche en direction de la boucle 22L une <EMI ID=36.1>
grand rayon de courbure. La variation des rayons!: de la courbure 22 et donc aussi de leur courbure est très faible et une tangente t menée extérieurement à. la courbure et éloigne* d'arcs égaux du bord de serrage 12 comme le montre la figure 6 ne
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moyenne et la position de fermeture. La variation angulaire antre la position moyenne et la position d'ouverture est égale-
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Lorsque la tige 20 est déplacée vers le haut par le volant
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d'ouverture il est amené hors du conduit d'écoulement, comme
le montre la figure 1. Etant donné que la boucle courte 22L per-' met une course un peu plus grande pour l'écartement de l'obturateur 15, 17 que la boucle longue 22R, on obtient un mouvement de pivotement et d'écartement, indiqué par les flèches 27, 27a,
27b (figure 1).
On remarquera que le sens d'écoulement du fluide dans le conduit 10a peut être dirigé préférentiellement de gauche à droite suivant la flèche 28. La tige 20, disposée suivant l'axe x-y de la figure 6 et articulée par le tourillon 19 à l'obturateur 15,
17 au point d'action 24, a pour effet que l'obturateur 15, 17. peut lui-même prendre les différentes positions en vertu du mouvement rectiligne suivant l'axe x-y. La figure 1 montre en outre que l'espacement formé à l'endroit de la boucle 22L lors de l'écartement de l'obturateur est rincée dans des conditions d'écoulement favorables et peut par suite être maintenu constamment exempt d'impuretés. On obtient ainsi une application étanche lorsque le diaphragme est en position fermée.
Les figuras 1 et 2 montrent qu' à la surface circonférentielle de serrage 12 du diaphragme fait suite sur la partie inférieure
10 du corps, un bourrelet circonférentiel 30 adapté à la courbu-
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Les figures 1 et 2 montrent que sur l'obturateur du diaphragme, le point d'action 24 est centré et que par le basculement
de l'obturateur autour de l'axe de rotation fixe 24 transversal à la direction d'écoulement, il ne se produit pas de déplacement radial de la tige sur l'obturateur de sorte qu'il existe une <EMI ID=41.1>
possible d'excentrer un peu le point d'action 24 sur l'obturateur 15, 17, en direction du conduit d'écoulement.
la figure 8 montre le diaphragme selon l'invention utilisé comme clapet anti-retour monté dans un corps 10. Dans ce clapet la forme initiale du diaphragme est de préférence telle que selon la disposition de la figure 6, l'obturateur présente par rapport <EMI ID=42.1>
dire de 30[deg.] dans l'exemple de réalisation. Dans les courbures
22L et 22R se trouvent des perforations en forme de fenêtre
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dans le sens d'écoulement habituel supposé, 28, de la figure 8, d'assurer, par la contre-pression dans le sens 32, une action sur le clapet par le haut également, dans l'espace compris entre le
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rôle d'assurer le rinçage du diaphragme et la compensation de pression entre le diaphragme 13 et le couvercle 11. Quand le diaphragme s'ouvre, le liquide ou autre fluide accumulé au dessus
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vers le bas.
La figure 9 montre le diaphragme 13 dans une pompe à diaphragme qui comporte un corps constitué par une partie supérieure 33 et une partie inférieure 34 assemblées par des vis 35 avec interposition du bord 12 du diaphragme. Le diaphragme de struc- <EMI ID=46.1>
par le tourillon 19 et un levier 36 à un tourillon excentré 37 d'un arbre 38. Quand l'arbre 38 tourne dans le sens de la flèche
39, mais éventuellement aussi en sens inverse des aiguilles d'une montre le diaphragme se lève et s'abaisse continuellement de sor-
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exemple de réalisation, entre dans la partie inférieure 34 du
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mime temps, le liquide entre dans la cavité 43 entre le diaphrag-
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Le diaphragme installé dans la pompe présente avantageusement lors de sa fabrication la forme indiquée par la figure 6, c'està-dire celle qui correspond à la position moyenne.
Le diaphragme représenté comme exemple par la figure 6 présente, pour un diamètre de 12 cm. un rayon de 1 cm. à la courbure 22. Le diamètre dé l'obturateur 15, 17 est de 6 cm.
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1 - Dispositif destiné à maintenir séparées deux cavités voisines à pression égale ou différente, au moyen d'un diaphragme en matière élastique ou flexible, avec ou, sans armature de tissu, par exemple en caoutchouc ou en matière synthétique, serré entre deux parties d'un corps respectivement inférieure
et supérieure et dont la région centrale constitue un obturateur monté obliquement et pivotant à la façon d'un clapet entre deux positions extrêmes respectivement supérieure et inférieure,
<EMI ID=52.1>
périeure et inférieure et en toute position intermédiaire, le diaphragme, vu en coupe transversale par le bas, présente entre son bord serré et l'obturateur une courbure annulaire concave en forme de gorge.