FR2498722A1 - NON-RETURN VALVE - Google Patents

Abstract

A non-return valve has a valve body with a flow path which passes through it and is surrounded by a valve seat. A moving valve element contains a sealing ring which rests on the valve seat to provide a sealing closure of the valve. The sealing ring contains a lip section which is constructed such that the upstream fluid pressure (P1) in this case helps to hold the lip section on the valve seat, in order in this way to improve the valve sealing.

Description

La présente invention concerne des clapets pour contrôler un écoulement de fluide et plus particulièrement des clapets de non retour. The present invention relates to valves for controlling a flow of fluid and more particularly to non-return valves.

Il y a de nombreux types différas de clapets, le type le plus simple comprenant un élément placé par rapport à un siège dans le trajet d'écoulement du fluide de façon que, quand la différence de pression du fluide force celui-ci à stécoulerendbction inverse, 11 élément soit forcé sur le siège, interrospant l'écoulement. There are many different types of valves, the simplest type comprising an element positioned relative to a seat in the fluid flow path so that when the difference in fluid pressure forces it to reverse flow , 11 element is forced on the seat, interrupting the flow.

Pour obtenir une position normalement ouverte ou normalement fermée du clapet de non retour, des ressorts sont souvent utilisés. Ainsi, par exemple, quand on utilise des clapets de non retour dans des systèmes tels que des systèmes d'irrigation où le côté amont. est une alimentatison en eau potable leEôté aval peut contenir des produits chimiques empoisonnés ou nocif il est nécessaire d'empêcher un retour de l'écoulement afin de maintenir les produits chimiques séparés de l'alimentation en eau potable. To obtain a normally open or normally closed position of the non-return valve, springs are often used. So, for example, when using check valves in systems such as irrigation systems where the upstream side. is a drinking water supply The downstream side may contain poisonous or harmful chemicals it is necessary to prevent a return flow in order to keep the chemicals separated from the drinking water supply.

Dans un tel système, les clapets de non retour sont sollicités par ressort pour hêtre normalement fermés. Ainsi, quand la pression en aval est égale à la pression en amont , le clapet de non retour est normalement fermé et reste fermé jusqutà ce que la différence entre la pression en aval et la pression en amont soit suffisamment positive pour surmonter les forces de ressort
En particulier dans des systèmes où le clapet de non retour protège des alimentations ou sources d' eau potable, il est extrêmement important de garantir que le clapet ne fuira pas. En conséquence, dans le passé, il était habituel d'utiliser des ressorts extrtmement lourds pour la sollicitation.Le ressort lourd est construit pour garantir que 1 'élément de vanne ou clapet est pressé contre le siège à une force suffisante pour surmonter toute irrégularité dans l ' élément ou le siège afin d' empêcher une fuite.In such a system, the non-return valves are spring loaded to be normally closed. So when the downstream pressure is equal to the upstream pressure, the check valve is normally closed and remains closed until the difference between the downstream pressure and the upstream pressure is positive enough to overcome the spring forces.
Particularly in systems where the check valve protects drinking water supplies or sources, it is extremely important to ensure that the valve does not leak. Consequently, in the past it was customary to use extremely heavy springs for the stress. The heavy spring is constructed to ensure that the valve member or valve is pressed against the seat with a force sufficient to overcome any irregularity in element or seat to prevent leakage.

La force élevée du ressort présente cependant le fait néfaste de faire baisser la pression de refoulement le long de la conduite. Ainsi, lors de la conception de système; avec des clapets de non retour utilisés dans des fonctions d'empêchement d'un écoulement de retour, il y a toujours un conflit existant erit le but d'empocher la fuite et de diminuer la chute de pression. The high force of the spring, however, has the harmful effect of lowering the discharge pressure along the pipe. So when designing the system; with non-return valves used in return flow prevention functions, there is always an existing conflict erects the purpose of pocketing the leak and decreasing the pressure drop.

Des clapets de non retour efficaces sont depuis longtemps nScessaires, qui, bien que sollicites à une position normalement fermée et nécessitant une différence spécifique de pression pour leur ouverture, empêchent cependant la fuite et diminuent la perte de charge. Dans le passé, dans l'intérêt de la sécurité pour empêcher l'eau contaminée d'être mélangée à l'eau potable, des ressorts particulièrement lourds ont été utilisés avec par suite des chutes importantes de pression dans le système. Efficient non-return valves have long been required, which, although operated in a normally closed position and requiring a specific pressure difference to open, however, prevent leakage and decrease pressure loss. In the past, in the interest of safety to prevent contaminated water from being mixed with drinking water, particularly heavy springs have been used with consequent significant pressure drops in the system.

En conséquence, la présente invention a pour objet de nouveaux clapets perfectionnés où les inconvénients ci-dessus indiqués sont sensiblement réduits ou surmontés. Consequently, the present invention relates to new improved valves where the above-mentioned drawbacks are significantly reduced or overcome.

Selon la présente invention, un clapet de non retour est prévu pour permettre l'écoulement d'un fluide de l'amont à l'aivaleteqdEnt l'écaulement de l'aval à l'amont , ce clapet comprenant un corps, un trajet d'écoulement à travers ce corps, un siège dans le corps entourant le trajet de lécoulement, un élément de clapet ou deu=ne mobile entre une position ouverte et une position fermée, ltélément comprenant une rondelle pour venir en aboutement étanche contre le siège dans la position fermée du clapet, la rondelle ayant un rebord pouvant venir en aboutement contre le siège quand l'élément est à sa position fermée, et le rebord permettant å pression du fluide de l'aider à s'appuyer contre le siège en position fermée du clapet afin d'améliorer ainsi l'étanchéité du clapet. According to the present invention, a non-return valve is provided to allow the flow of a fluid from upstream to aivaleteqdEnt the shoulder from downstream to upstream, this valve comprising a body, a path d flow through this body, a seat in the body surrounding the flow path, a valve member or a member movable between an open position and a closed position, the element comprising a washer for coming in tight abutment against the seat in the closed position of the valve, the washer having a flange which may abut against the seat when the element is in its closed position, and the flange allowing the pressure of the fluid to help it to press against the seat in the closed position of the valve to thereby improve the sealing of the valve.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la rondelle a un rebord qui s'étend vers son centre du côté amont de cette rondelle. Ce rebord ajoute de 1' élasticité à la rondelle, ainsi le trajet d'écoulement entouré par le siège est fermé par la rondelle avec un minimum de pression appliquée par un ressort malgré les irrégularités se trouvant dans le siège. According to another characteristic of the invention, the washer has a rim which extends towards its center on the upstream side of this washer. This rim adds elasticity to the washer, thus the flow path surrounded by the seat is closed by the washer with a minimum of pressure applied by a spring despite the irregularities in the seat.

Selon un autre caractéristique de l'invention, l'utilisation d'un rebord sur une rondelle permet la fermeture sollicitée du clapet de non retour avec un minimum de force de ressort. Ainsi, la force du ressort utilisé est bien plus faible que celle du ressort utilisé dans les clapets de non retour selon l'art antérieur. According to another characteristic of the invention, the use of a flange on a washer allows the requested closing of the non-return valve with a minimum of spring force. Thus, the force of the spring used is much weaker than that of the spring used in the non-return valves according to the prior art.

En conséquence, le clapet de non retour décrit ici offre une étanchéité absolue avec une chute de pression minimum.Consequently, the non-return valve described here offers an absolute seal with a minimum pressure drop.

Une autre caractéristique de l'invention permet à la pression en amont d'être appliquée pour maintenir le rebord de la rondelle en position d'étanchéité, dès que 1' élément vient en aboutement contre le siège. La pression en amont maintient l'étanchéité même quand l'élément de clapet s'est éloigné du siège d'une distance supérieure à l'épaisseur normale de la rondelle. Une autre caractéristique de l'invention permet le calcul de la force exacte du ressort qu'il faut pour forcer l'élément de clapet à la position fermée à une différence spécifiée de pression. Another characteristic of the invention allows the upstream pressure to be applied to maintain the rim of the washer in the sealing position, as soon as the element abuts against the seat. The upstream pressure maintains the seal even when the valve member has moved away from the seat by a distance greater than the normal thickness of the washer. Another feature of the invention allows the calculation of the exact force of the spring required to force the valve member to the closed position at a specified difference in pressure.

Avec le rebord selon l'invention, la différence de pression détermine la dimension du ressort indépendamment de la pression absolue. Avec la rondelle d'étanchéité solide selon l'art antérieur, le ressort: requis est fonction à la fois de la différence de pressionetdela pression absolue. Ainsi, avec la rondelle selon l'art antérieur, il était nécessaire d'utiliser un ressort pour la pression absolue la plus élevée possible.With the flange according to the invention, the pressure difference determines the dimension of the spring independently of the absolute pressure. With the solid sealing washer according to the prior art, the spring required is a function of both the pressure difference and the absolute pressure. Thus, with the washer according to the prior art, it was necessary to use a spring for the highest possible absolute pressure.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence à plusieurs dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation et dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe d'un clapet de non retour utZisant une rondelle avec un rebord à la position fermée
- la figure2oeb une vue en coupe de la rondelle avec son rebord ; et
- la figure 3 est une vua en coupe d'une partie du clapet de non-retour pendant son ouverture.The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to several appended schematic drawings given solely by way of example illustrating an embodiment and in which
- Figure 1 is a sectional view of a check valve using a washer with a flange in the closed position
- Figure2oeb a sectional view of the washer with its rim; and
- Figure 3 is a sectional view of part of the check valve during its opening.

Sur la figure 1, un clapet de non retour Il est illustré comme ayant un corps principal 124 Le corps principal 12 est couvert d'un chapeau 13 qui lui est relié par des filetages ou analogue. Un Joint taSwe 14 garantit qu'il n'y aura pas de fuite entre le corps et le chapeau. In Figure 1, a check valve It is illustrated as having a main body 124 The main body 12 is covered with a cap 13 which is connected to it by threads or the like. A taSwe 14 seal ensures that there will be no leakage between the body and the bonnet.

Une ouverture d'entrée 16 est reliée au c8té amont du circuit d'écoulement hydraiique tandis que l'ouverture 17 située en aval est relié au c8té situé en aval du circuit d'écoulement.An inlet opening 16 is connected to the upstream side of the water flow circuit while the opening 17 located downstream is connected to the side located downstream of the flow circuit.

Le trajet d'écoulement à travers le corps 12 comprend un siège 18 entourant périphériquement ce trajet. The flow path through the body 12 includes a seat 18 peripherally surrounding this path.

Un élément de vanneoudeclapet 19 comprend une partie formant disque 21. Faisant corps avec le disques est illustré un cylindre de guidage 22. Uh poteau de guidage 23 s' étend vers le bas à partir du sommet du chapeau, et le cylindre de guidage peut s'y déplacer.A valve member or valve 19 includes a disc portion 21. Embedded in the disc is shown a guide cylinder 22. A guide post 23 extends downward from the top of the bonnet, and the guide cylinder can s 'move there.

Au côté situé en amont du disque 21 est montée une rondelle unique 24. Des moyens sont prévus pour maintenir la rondelle juxtaposée au dis que. Plus particulièrement, un agencement à écrou et boulon 26 est illustré pour monter la rondelle 24 sur le disque 21
Des moyens sont prévus pour solliciter l'élément de vanne à sa position fermée0 Plus particulièrement, un ressort 27 est illustré comme entourant l'agencement à cylindre da guidage et poteau et il presse contre le disque pour forcer ceQui-of et sa rondelle justaposée en relation d'aboutement avec le siège 18. Ainsi, le clapet est normalement à la position fermée représentéesu:- la figure 1.On the side located upstream of the disc 21 is mounted a single washer 24. Means are provided for keeping the washer juxtaposed at the dis that. More particularly, a nut and bolt arrangement 26 is illustrated for mounting the washer 24 on the disc 21
Means are provided for urging the valve element to its closed position. More particularly, a spring 27 is illustrated as surrounding the arrangement with a guide cylinder and a post and it presses against the disc to force what-of-its and its washer just before abutment relationship with the seat 18. Thus, the valve is normally in the closed position shown in: - Figure 1.

Sur les figures 1 et 3, la pression en amont est illustrée comme étant de P1 et la pression en aval est illustrée comme étant de P2. Du fait de la force de sollicitation du ressort 27, la rondelle 24 est comprimée contre le siège 18. Cependant, quand la différence entre les pressionsP1 et P2 est suffisamment positive, c'est-àdire quand la pression P1 est suffisamment plus importante que la pression P2, la force du ressort est surmontée et l'élément de vanne est forcé à s'éloigner du siège pour permettre ainsi l'écoulement du fluide à travers le clapet. In Figures 1 and 3, the upstream pressure is shown as P1 and the downstream pressure is shown as P2. Due to the biasing force of the spring 27, the washer 24 is compressed against the seat 18. However, when the difference between the pressures P1 and P2 is sufficiently positive, that is to say when the pressure P1 is sufficiently greater than the pressure P2, the spring force is overcome and the valve element is forced to move away from the seat thereby allowing the fluid to flow through the valve.

Quand les forces de la pression en aval et du ressort sont suffisantes pour surmonter la force de la pression en amont alors l'élément passe à la position fermée avec la pression en amont appliquant une force d'étanchéité au rebord.When the forces of the downstream and spring pressure are sufficient to overcome the force of the upstream pressure then the element moves to the closed position with the upstream pressure applying a sealing force to the flange.

La figure 2 montre la rondelle d'étanchéité 24 en coupe, pour mieux en montrer ses détails. L'élément d'étanchéité 24 est illustré comme ayant un corps cylindrique principal 28 qui s' étend sur tout son diamètre (représenté sur la figure 3 par Dsor ou sortie). La section centrale 31 de la rondelle 24 est un solide plein qui s'étend sur toute l'épaisseur de la rondelle 24. La section centrale cylindrique est axialement traversée d'une ouverture 29 qui permet le passage du boulon de l'ensemble 26 écrou. et boulon . La rondelle 24 dans un mode de réalisation préféré est circulaire et elle a une paroi périphérique 32 s'détendant verticalement. La paroi se termine par un rebord 33 qui s'étend à partir du côté de la paroi périphérique situé en amont. vers le centre de la rondelle.Le rebord présente la caractéristique q? quand est juxtaposé au siège, la pression en amont P1 applique une force contre ce rebord pour le retenir en position d'aboutement avec le siège. Figure 2 shows the sealing washer 24 in section, to better show its details. The sealing element 24 is illustrated as having a main cylindrical body 28 which extends over its entire diameter (represented in FIG. 3 by Dsor or outlet). The central section 31 of the washer 24 is a solid solid which extends over the entire thickness of the washer 24. The cylindrical central section is axially crossed by an opening 29 which allows the passage of the bolt of the assembly 26 nut . and bolt. The washer 24 in a preferred embodiment is circular and has a peripheral wall 32 extending vertically. The wall ends in a rim 33 which extends from the side of the peripheral wall situated upstream. towards the center of the washer. The rim has the characteristic q? when is juxtaposed with the seat, the upstream pressure P1 applies a force against this flange to retain it in the abutment position with the seat.

Ainsi, la pression en amont. coopère avec la pression en aval et la force du ressort pour forcer le rebord en position d'aboutement contre le siège, améliorant ainsi l'opération d'étanchéité de la rondelle. La force supplémentaire appliquée à la rondelle permet l'utilisation d'un plus petit ressort que celui nécessaire si l'on ne dispose pas de cette force supplémentaire ( P1 x surface du rebord).So the upstream pressure. cooperates with the downstream pressure and the force of the spring to force the flange into the abutment position against the seat, thus improving the sealing operation of the washer. The additional force applied to the washer allows the use of a smaller spring than that necessary if this additional force is not available (P1 x surface of the flange).

Ainsi, l'utilisation de la pression en amont. améliore
i 'étanchéité et empêche une fuite même avec un petit ressort. La chue de pression dans le clapet de non retour décrit ici est minimale de façon idéale.Thus, the use of upstream pressure. improved
i 'tightness and prevents a leak even with a small spring. The pressure drop in the check valve described here is ideally minimal.

La figure 3 montre la façon dont le rebord est forcé vers le bas contre le siège afin que, même tandis que l'élément de vanne s'éloigne du siège, à la position de clapet ouvert, le rebord maintienne l'étanchéité. Le mouvement du rebord de cette façon, du fait de son élasticité, garantit l'étanchéité même quand la différence de pression P1 P2est devenue suffisante pour que 3'élément de vanne commence à se déplacer en direction vers l'aval. Figure 3 shows how the rim is forced down against the seat so that, even as the valve member moves away from the seat, in the open valve position, the rim maintains the seal. The movement of the flange in this way, due to its elasticity, guarantees sealing even when the pressure difference P1 P2 has become sufficient for the valve element to begin to move in the downstream direction.

La force d'aboutement du rebord au siège résulte de la pression P1 qui est appliquée contre la surface du rebord que 1 'on peut finir par 0,785(DM - DIN) où DM est le diamètre entre les parois périphériques de la rondelle et DIN est le diamètre interne mesuré entre les extrémités internes du rebord Cette force,c'est-à-dire P1 multipliée par la surface du rebord est appliquée au rebord à partir du moment où celui-ci est en aboutement avec le siège, aidant ainsi à l'action d'étanchéité de la rondelle. Cette force permet l'utilisation d'un ressort bien plus petit pour produire ainsi des clapets de non retour ayant une perte de-charge minimum dans un système. Dans la. pratique, par exemple, la rondelle ayant l'agencement de rebord a été utiliséepour remplacer des rondelles solides ou pleines sur des clapets fuyant sur le banc d'essai de l'inventeur.The abutment force of the rim at the seat results from the pressure P1 which is applied against the surface of the rim which can be ended by 0.785 (DM - DIN) where DM is the diameter between the peripheral walls of the washer and DIN is the internal diameter measured between the internal ends of the flange This force, that is to say P1 multiplied by the surface of the flange is applied to the flange from the moment when it is abutting the seat, thus helping the sealing action of the washer. This force allows the use of a much smaller spring to thereby produce check valves with minimum pressure drop in a system. In the. practical, for example, the washer having the flange arrangement was used to replace solid or solid washers on valves leaking from the inventor's test bench.

Les clapets ont arrêté de fuir. De tels clapets sont particulièrement utiles quand la fuite doit titre nulle comme dans des système utilisant de Poteau contaminée en aval d'une source d'eau potable. The valves have stopped leaking. Such valves are particularly useful when the leak must be zero, as in systems using contaminated posts downstream from a source of drinking water.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1.- Clapet de non retour permettant un écoulement de fluide de l'amont vers l'aval et empêchant l'écoulement d fluide dans l'autre direction, caractérisé en ce qu'il comprend 1.- Non-return valve allowing a flow of fluid from upstream to downstream and preventing the flow of fluid in the other direction, characterized in that it comprises - un corps (12), - a body (12), - mu trajet d'écoulement à travers ledit corps, - mu flow path through said body, - un moyen formant siège (18) entourant ledit trajet d'écoulement, a seat means (18) surrounding said flow path, - un élément de vanne (19) mobile entre une position ouverte et une position fermée, - a valve element (19) movable between an open position and a closed position, ledit élément de vanne comprenant un moyen formant rondelle (24), said valve element comprising a washer means (24), ledit moyen formant rondelle ayant un moyen formant rebord (33) pouvant venir en aboutement contre ledit siège quand ledit elément de vanne est à sa position fermée, et said washer means having flange means (33) which can abut against said seat when said valve element is in its closed position, and ledit moyen formant rebord permettant à la pression du fluide d'aider à forcer ledit moyen formant rebord contre ledit moyen formant siège à la position fermée du clapet. said flange means allowing fluid pressure to assist in forcing said flange means against said seat means in the closed position of the valve. 2.- Clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression du fluide aidant à forcer le moyen formant rebord précité contre le siège précité la pression du fluide en amont. 2. A valve according to claim 1, characterized in that the pressure of the fluid helping to force the above-mentioned flange means against the aforementioned seat the pressure of the fluid upstream. 3.- Clapet selon la revendication 1,caractérisé en ce que le moyen formant rondelle précité est du côté amont de l'élément de vanne précité, ledit moyen formant rondelle comprenant un corps principal (28), le moyen formant rebord (33) précité étant éloigné dudit corps principal vers le côté amont dudit clapet. 3. A valve according to claim 1, characterized in that the above-mentioned washer means is on the upstream side of the aforementioned valve element, said washer means comprising a main body (28), the above-mentioned flange means (33) being away from said main body towards the upstream side of said valve. 4.- Clapet selon la revendication 3,caractérisé en ce que le moyen formant rebord précité est sensiblement parallèle au corps principal et s'étend vers le centre de la rondelle précitée. 4. A valve according to claim 3, characterized in that the above-mentioned flange means is substantially parallel to the main body and extends towards the center of the aforementioned washer. 5.- Clapet selon la revendication 4vcaractérisé en ce qu'une paroi périphérique s'étend en amont à partir du corps principal de la rondelle précitée et en ce que le rebord précité s'étend à partir de ltextremité en amont de la paroi périphérique. 5.- A valve according to claim 4vcaractérisé in that a peripheral wall extends upstream from the main body of the aforementioned washer and in that the aforementioned flange extends from the end upstream of the peripheral wall. 6.- Clapet selon la revendication 5,caractérisé en ce que l'élément de vann-e précité comprend une section de support qui supporte la rondelle précitée et un moyen formant ressors appliquant une force à la section de support pour solliciter 11 élément de vanne vers la position fermée. 6. A valve according to claim 5, characterized in that the above-mentioned valve element comprises a support section which supports the above-mentioned washer and a spring means applying a force to the support section to urge the valve element. to the closed position. 7.- Clapet selon la revendication 6,caractérisé en ce que le moyen formant rondelle précité est sensiblement circulaire. 7. A valve according to claim 6, characterized in that the above-mentioned washer means is substantially circular. 8.- Clapet selon la revendication 1,caractérisé en ce que le moyen formant rebord est en aboutement contre le moyen formant siège tandis que 1 1élément de vanne se déplace de sa position fermée vers sa position ouverte sur ure distance supérieure à l'épaisseur de la rondelle précitée.  8. A valve according to claim 1, characterized in that the flange means is abutting against the seat means while the valve element moves from its closed position to its open position over a distance greater than the thickness of the aforementioned washer.