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PERFECTIONNEMENTS AUX SOUPAPES.
La présente invention concerne une soupape perfectionnée utilisée pour les gaz ou les liquides, spécialement l'air comprimé, les substances chimiques et les produits d'alimentation.
Les soupapes connues pour ces usages sont généralement munies d'un organe se mettant en prise avec un siège, ledit organe étant raccordé à une tige et manoeuvré au moyen d'une poignée ou d'un volant. Une telle tige exige des moyens de fermeture étanche là où elle traverse la paroi de l'enveloppe de la soupape pour prévenir des fuites de gaz ou de liquide à travers le jeu qui existe inévitablement autour de la tige.
Les presse-étoupe généralement utilisés à cet effet sont soumis à une usure continuelle et c'est pourquoi ils requièrent une attention permanente et une remise en état fréquente pour les conserver en bon état.
Surtout pour les tuyaux à gaz sous pression, même de faibles fuites causent des pertes sérieuses et, de plus, il y a risque de danger dans les cas de gaz corrosifs, nuisibles ou explosifs.
C'est pourquoi, des soupapes perfectionnées ont été conçues ne requérant pas ces presse-étoupe en séparant, en permanence, les organes de manoeuvre de la soupape du passage à travers la soupape, comme par exemple par un diaphragme résilient formant fenêtre dans une paroi de ladite enveloppe de la soupapeEn fermant la-soupape ledit diaphragme résilient est poussé vers et contre une arête, sur la paroi, en face dudit diaphragme .
Toutefois, ces soupapes ont de nombreux inconvénients.
Si le fluide ou liquide passant par la soupape a une pression relativement élevée,ledit diaphragme est soumis à une force dirigée vers l'extérieur, qui doit être vaincue en fermant la soupape. Il en résulte qu'il faut appliquer une force relativement grande sur le diaphragme par les organes de manoeuvre de la soupape et même à des pressions modérées il est néces-
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saire d'utiliser une tige filetée et la fermeture complète de la soupape exigeant généralement plusieurs tours de la tige. De plus, le diaphragme ne peut pas être rigidement supporté sur toute l'étendue en utilisant des moyens simples et c'est pourquoi des portions du diaphragme, non supportées, tendent à être pliées et à se détruire.
Afin de supporter le diaphragme tout entier, uniformément, un espace fermé peut être prévu adjacent audit diaphragme, ledit espace étant rempli d'un liquide approprié tels que de l'huile, de l'eau ou similaire, ayant substantiellement la même pression que le liquide ou fluide à l'intérieur du passage par la soupape. Pour conserver une pression constante dans ledit espace indépendamment de la position dudit diaphragme, il faut prévoir un accumulateur du type à fluide comprimé ou similaire par rapport audit espace. De plus, la pièce de manoeuvre passant par la paroi dudit espace adjacent doit être obturée au moyen d'un presse-étoupe pour assurer que la pression soit maintenue à l'intérieur dudit espace et, ainsi, il n'y a pas d' avantage sur les soupapes d'arrêt ordinaires.
L'objet principal de la présente invention est de prévoir une soupape, nouvelle et pratique, n'appliquant pas de presse-étoupe et pouvant être aisément manoeuvrée, indépendamment de la pression dans la soupape.
Un autre objet de l'invention, est de mettre en oeuvre'des moyens de manoeuvre de la soupape tels que, pour fermer ou ouvrir la soupape, la poignée ne doit être déplacée que d'un demi-tour, tout en permettant à la soupape d'être facilement manoeuvrée par tout moyen automatique ou manuel.
Un autre objet de l'invention consiste à fournir une soupape qui peut être fabriquée substantiellement sans machinage.
Un autre objet encore de l'invention consiste à réaliser une soupape qui peut être facilement inspectée sans séparer la soupape du système de tuyauterie et qui peut être nettoyée au moyen d'acide nitrique dilué ou similaire conformément aux exigences des industries alimentaires.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront grâce à la description ci-dessous et l'invention sera parfaitement comprise par la description qui va suivre, et qu'on doit lire en se référant aux dessins cijoints qui forment une partie intégrante de la présente spécification; il est bien entendu, toutefois, que l'invention n'est point limitée aux détails exacts de construction représentés et décrits puisque tout naturellement toute personne qualifiée y verra facilement des modifications possibles.
Dans les dessins la figure 1 est une coupe suivant la ligne I-I de la figure 3 d'une soupape suivant l'invention; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure
1.
La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure
1; la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2, les organes de manoeuvre étant dans une position autre que celle repré- sentée aux figures 1 à 3 inclusivement.
La figure 5 est une vue en élévation latérale d'un détail de construction. - la figure 6 est une vue d'about du détail représenté à la figure 5.
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La figure 7 est une vue en section fragmentaire représentant un élément de réglage.
La figure 8 est une coupe longitudinale d'une application modifiée d'une soupape suivant l'invention.
La figure 9 est une coupe fragmentaire suivant la ligne IX-IX de la figure 8 et la figure 10 est une coupe suivant la ligne X-X de la figure 9.
Dans l'exécution des figures 1 à 6 inclusivement, une enveloppe de soupape tubulaire 1 ayant des portions terminales réduites 2 et 1 est munie d'ouvertures, opposées, d'entrée et de sortie ¯4, 5 dont l'axe est substantiellement perpendiculaire à l'axe de ladite enveloppe de soupape tubulaire 1. Dans l'application préférée représentée, les portions d'extrémité réduites 2 et sont obtenues en faisant la paroi circonférentielle de ladite enveloppe 1 sphérique. Les ouvertures d'entrée et de sortie 4., - 5 sont formées comme des tuyaux à emboîtement ayant des filets intérieurs pour recevoir les bouts extérieurement filetés de tuyaux (non représentés).
Une pièce en'forme de tuyau ou manchon 6 en matière résiliente passe par ladite enveloppe 1 avec sa portion limite en prise fermée avec les portions terminales réduites 2, 3 de ladite enveloppe 1. L'étanchéité entre ces pièces est maintenue au moyen d'anneaux coniques 1 et 8 poussant lesdites portions limites du manchon 6 contre des surfaces intérieures annulaires coniques desdites extrémités réduites 2, 3. Les anneaux coniques 7 et sont maintenus en place par le moyen des couvercles 2 et 10 fixés sur 17*enveloppe 1. par exemple au moyen de vis 11. Comme on peut le voir à la figure 3 des dessins, un passage annulaire 12 est obtenu entre lesdites ouvertures 4, 5, L'embouchure intérieure de l'ouverture 4 est profilée en forme de siège annulaire 13 dans le but décrit plus loin.
Complémentairement, les couvercles 9 et 10 sont munis de moyeux 14 - 15 dirigés vers l'intérieur et ayant des forages correspondant axactement entre eux pour recevoir les bouts correspondants d'un arbre-manivelle 16 disposé à l'intérieur dudit manchon .2.
L'axe central de ces forages recoupe l'axe desdites ouvertures d'entrée et de sortie , 5 et excentriquement par rapport à l'axe central dudit manchon 6 de façon qu'en position ouverte normale l'axe de la portion excentrique intermédiaire 16' dudit arbre-manivelle 16 coïncide avec 1' axe central dudit manchon 6. Le bout supérieur de l'arbre-manivelle 16 s'étend par le couvercle 1 et une poignée 17 est fixée audit bout.
Une pièce de guidage cylindrique 18 ayant une encoche longitudinale 19 est glissée sur ladite portion excentrique intermédiaire 16' de l'arbre manivelle. De plus, les faces d'about de ladite pièce de guidage 18 sont munies d'entailles latérales 20, 21 coupées perpendiculairement à ladite encoche 19. La pièce de guidage 18 est adaptée pour pouvoir glisser entre les faces d'extrémités intérieures opposées desdits moyeux 14, ayant des brides se projetant axialement 22, 23 adaptées pour s'ajuster dans lesdites entailles latérales 20. 21 dans la pièce de guidage 18.
Il y a lieu de noter que les surfaces latérales-des brides 22, 23 en prises avec ladite pièce de guidage 18 s'étendent parallèlement à l' axe desdites ouvertures d'entrée et de sortie 4,5 dans un but que l'on comprendra par la suite.
Une pièce 24 de forme sphérique ayant un forage s'ajuste librement et rotativement sur ladite pièce de guidage cylindrique 18,tandis que les portions circonférentielles de ladite pièce sphérique sont,
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par glissement, en prise avec les faces d'about desdites brides 22, 23 qui se projettent axialement, de sorte que ladite pièce de forme périphérique
24 conserve toujours une position coïncidant avec lesdites ouvertures ,
5.
De préférence le diamètre de ladite pièce de forme sphérique
24 correspondra substantiellement avec le diamètre intérieur.-dudit manchon
6.
Il y a lieu de noter que les dimensions des diverses pièces doivent être telles que lorsque l'arbre-manivelle 16. au moyen de sa poi- gnée 17, est tourné de 180 en partant de sa position initiale telle que représentée à la figure 1, la pièce de forme sphérique 24 pressera la paroi dudit manchon résilient 6 contre le siège 13 de façon qu'on obtient une fermeture étanche de l'ouverture et l'écoulement par le passage de la sou- pape est arrêtéo
En pratique il est facile de prouver que ces conditions peuvent être réalisées, mais là ou les pièces tubulaires ou manchons 6 utilisés ont des épaisseurs différentes,il peut être nécessaire de prévoir des moyens pour régler la distance de l'axe dudit arbre-manivelle 16 par rapport audit siège 13.
Suivant la figure 7 représentant une coupe fragmentaire d'un couvercle 9. fixé à l'enveloppe 1, de tels moyens consistent en une paire de'petits disques 25 introduits dans des forages correspondants dans les couvercles 9, 10 et excentriquement rotatifs dans ladite enveloppe.! au moyen de chevilles 26 solidaires desdits disques 25. De préférence lesdits petits disques 25 et les trous recevant ceux-ci convergent vers l'extérieur, de sorte qu'ils seront maintenus en place dans les couvercles.
Pour régler la position des couvercles et arbre-manivelle par rapport à ladite enveloppe, lesdites vis 11 sont desserrées et les disques
25 sont tournés d'un angle suffisant, par exemple au moyen d'un tourne- vis se mettant en prise avec une encoche dans lesdits disques 25 et dépla- çant les couvercles d'une distance voulue par rapport audit siège 13 et, ensuiteles vis 11 sont à nouveau serrées à bloc. Il faut noter que dans ce cas les trous recevant les vis 11 doivent être suffisamment grands pour permettre ces mouvements.
Voici comment fonctionne la soupape :
Dans les figures 1 à 3 inclusivement la soupape est supposée prendre une position ouverte normale dans laquelle le manchon 6 prend une position concentrique par rapport à l'enveloppe 1. Lorsque la soupape doit être fermée, la poignée 17 est tournée dans le sens des ai- guilles d'une montrée (la figure 3). Par ce mouvement, la portion excentrique de l'arbre-manivel- le 16 placée dans l'encoche 12.,dans ladite pièce de guidage 18. glisse ra- dialement vers l'extérieur, tandis que lesdites encoches 20, 21 prévues dans les faces d'about de ladite pièce de guidage 18 l'empêchent de tourner.
Dès que l'arbre-manivelle 16 est angulairement déplacé, au moyen de sa poignée 17, la pièce de guidage 18 et sa pièce de forme sphérique 24 qui l'entoure sont amenées par les brides de guidage 22, 23 à exécuter un mou- vement de translation substantiel vers le siège 13, comme on peut le voir aisément à la figure 4. Lorsque la poignée est tournée de 1800 à partir de sa position initiale représentée à la figure 1 et que le manchon ¯6 est pousséen prise étroite avec ledit siège 13,tout autre mouvement de la poignée est li- mité par la surface intérieure desdites brides 22..23. en prises avec les bouts du tronçon excentrique 16'.
Ceci est d'une importance capitale, car dans la pratique on a
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observé que les ouvriers manoeuvrant des soupapes ayant des moyens de fermeture résilients, en général,emportent les organes de manoeuvre de la soupape, en détruisant rapidement lesdits organes d'étanchéité par le fait que lesdits moyens résilients sont généralement broyés par la force excessive exercée sur ceux-ci
Conformément à la présente invention, ceci n'est pas possible même si on ne dispose pas de moyens d'arrêtaet le réglage est assuré à partir d'une pression de serrage prédéterminée convenable qui ne peut être excédée, assurant ainsi une longévité maximum de ladite pièce résilienteo
De plus,
il faut noter qu'il n'est pas nécessaire de provoquer un mouvement de translation de ladite pièce 24 de forme sphérique le long de toute sa trajectoire,bien que cela soit très avantageuxo Ainsi dans l'application montrée aux figures 1 à 6 inclusivement la profondeur de l'encoche 19 ne doit pas correspondre à la distance A de l'arbre-manivelle 16 tel que montré à la figure 4. Evidemment, si la dite distance A de l'arbre-manivelle telle que représentée à la figure 4 dépasse la profondeur de l'encoche 19 dans une position intermédiaire de l'arbre-manivelle, la pièce de guidage 18, dans une position intermédiaire, sera déplacée temporairement desdites surfaces de guidage sur lesdits moyeux 14, 15.
Cependant, cette condition ne sera pas désavantageuse pourvu que la pièce de guidage 18 et sa pièce de forme sphérique 24 qui l'entoure soient amenées à reprendre leur mouvement de translation avant que le manchon 6 touche le siège 13.
Si lesdits moyens opératoires consistent en un excentrique 27 tel que représenté à la figure 8, le manchon 6 sera soumis à une compression excessive lorsque la partie la plus large de la pièce de forme sphérique 24 passe sur le bord correspondant du siège 28 à la figure 8. Toutefois, ceci n' est pas préjudiciable pourvu que la paroi du manchon résilient soit faite d' une épaisseur suffisante de facon à permettre la compression excessive sans danger. Cet inconvénient n'apparaît toutefois qu'avec des soupapes d'une certaine dimension, comme par exemple celles faites pour des tuyaux de 1 pouce, mais cet inconvénient n'existe pratiquement pas avec des formats de soupapes faits pour raccordement avec des tuyaux plus petits que 1/2 pouce.
Se reportant maintenant aux figures 8 à 10 inclusivement, on voit que Inapplication modifiée représentée comprend une enveloppe 29 ayant des ouvertures d'entrée et de sortie opposées 30 et 31 à raccorder à des tuyaux extérieurement filetés. Il y a lieu de noter que, alors qu'à la figure 1 l'ouverture ± à fermer est située à gauche, l'ouverture correspondante 30 à la figure .8 est située à droite dans ce dessin.
D'autre part, l'ouverture 30 est faite dans une garniture réglable 32, permettant un calage de la pression de serrage.
L'extrémité intérieure de ladite garniture est carrée pour former un siège 28a L'extrémité inférieure de l'enveloppe 29 représentée à la figure 8 est fermée tandis que son extrémité supérieure est ouverte pour recevoir une unité facilement détachable 33 comprenant un corps résilient 34 passant dans ladite enveloppe de façon à laisser un espace entre celleci et l'enveloppe 29 pour former un passage entre lesdites ouvertures 30 et 31. Cette unité comprend une plaque 35 ayant une bride radiale 36 en prise avec la portion périphérique de ladite enveloppe. Une bague de serrage filetée 37 ayant des griffes de fixation 38 est vissée sur un collier fileté de ladite enveloppe 29 pour maintenir ladite plaque 35 en place.
L'un des bouts d'un châssis 39 en forme d'étrier ayant des parties terminales en forme de disque conique 40 et 41 est fixé à ladite plaque 35 au moyen de vis 42. La plaque 35 est également munie d'une bride conique 43 se projetant vers l'intérieur pour maintenir le manchon résilient 34 en prise étroite, entre elle et ladite partie en forme de disque 40.
Le bout opposé dudit manchon 34 est comprimé entre la partie inférieure en forme de disque 41 et une pièce en forme de cuvette 44 fixée à ladite partie 41 au moyen de vis 45.
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De préférence le fond de l'enveloppe 29 est formé de manière à tenir la pièce 44. en forme de cuvette, radialement en place..,Avant de fixer le manchon 34, une pièce de forme sphérique 46 ayant un secteur découpé pour laisser un espace pour la partie intermédiaire dudit châssis 3.9. est introduite entre les parties terminales en forme de disque 40, 41. La piè- ¯ce de forme sphérique¯ 46 renferme un cylindre 47 ayant un forage excentrique à transpercer par un arbre 46 monté rotativement dans lesdites pièces en forme de disque 40, 41 et la plaque 35.
De préférence la partie dudit arbre 48 transperçant ledit cylindre 47 est rainurée ou traitée d'une. autre maniè- re appropriée pour assurer un raccord ferme entre elle et le dit cylindre 47, une fois assemblés.
Il va de soi que l'application modifiée représentée aux figures, 8 à 10 présente un grand avantage lorsqu'elle est utilisée dans les industries alimentaires et pour des usages chimiques ou similaires, étant donné que 1' élément 33 comprenant les moyens de manoeuvre est très facile à enlever en dévissant ladite bague de serrage 37, à la main, sans utiliser un outil et alors l'intérieur de l'enveloppe de soupape 29 est entièrement accessible pour inspection et nettoyage.
Après avoir enlevé l'élément 33, un couvercle peut être placé sur l'ouverture de ladite enveloppe 1 pour la fermer hermétiquement et, alors, le système de tuyauteries peut être nettoyé par l'emploi d'un jet d'acide nitrique dilué ou similaire.
Comme l'élément 33 est entièrement fermé, il peut dans l'entretemps être stérilisé de la façon ordinaire.
Il y a lieu de noter que de nombreux changements peuvent être apportés à la forme, aux dimensions et à la disposition des parties de l' invention, sans en abandonner le principe, la description ci-dessus exposant simplement des applications préférées de l'invention. Ainsi, par exemple, la pièce creuse 6 peut être solidarisée aux parties périphériques de l'enveloppe par le moyen de la vulcanisation ou bien ladite pièce creuse peut venir d'atelier avec son enveloppe lorsque celle-ci est faite en caoutchouc naturel ou synthétique. Pareillement, la pièce creuse ne doit pas nécessairement passer par l'enveloppe tout entière, mais peut être formée avec une extrémité intérieure fermée ne s'étendant pas jusqu'à la paroi inférieure de ladite enveloppe de soupape.
REVENDICATIONS.
1.- Soupape caractérisée par une pièce creuse élastique prévue dans une enveloppe ayant des ouvertures d'entrée et de sortie de'façon à laisser un espace entre ladite pièce creuse et ladite enveloppe pour former un passage entre lesdites ouvertures et des moyens, à l'intérieur de ladite pièce creuse, capables d'être poussés en prise étroite avec une desdites ouvertures pour arrêter le courant par ledit passage, lesdits moyens intérieurs'étant manoeuvrables de l'extérieur de ladite enveloppe.