FR2609523A1 - Raccord a obturateur pour circuit de fluide - Google Patents

Abstract

L'INVENTION SE RAPPORTE A UN RACCORD DANS LEQUEL UN OBTURATEUR 4 PEUT SE DEPLACER EN TRANSLATION DANS UN SUPPORT CYLINDRIQUE CREUX 3A PLACE AU CENTRE DU CORPS DU RACCORD. L'OBTURATEUR EST CYLINDRIQUE SI BIEN QUE, LORSQU'IL SE DEPLACE EN TRANSLATION AU MOMENT DE SON OUVERTURE, LE FLUIDE PLACE DANS L'ESPACE INTERNE 6 DU RACCORD NE SUBIT AUCUNE COMPRESSION. DE CETTE MANIERE, L'OBTURATEUR PEUT ETRE OUVERT AVEC UNE FAIBLE FORCE DE MANOEUVRE. APPLICATION AUX RACCORDS RAPIDES.

Description

La présente invention concerne un raccord compre-

nant un obturateur disposé afin qu'il puisse se déplacer

longitudinalement dans un dispositif de support.

On connaît déjà un certain nombre de raccords de ce type. Par exemple, dans des accouplements connus, une fonction d'élimination de pression a déjà été utilisée par mise en oeuvre d'un passage d'évacuation placé au centre de l'obturateur, ce passage étant commandé lors de l'accouplement ou du raccordement par commande de l'obturateur placé dans le passage. Pendant cette manoeuvre, une petite quantité de fluide sort du raccord considéré, et donne un effet de réduction de pression, indiquant ainsi que l'opération de raccordement peut être exécutée

avec des forces réduites de raccordement.

Des dispositifs de réduction de pression associés

à un obturateur interne de ce type compliquent la cons-

truction et le fonctionnement des raccords connus. Des difficultés apparaissent aussi lorsque la fonction de réduction de pression doit être utilisée de manière

fiable, dans toutes les situations concevables de raccor-

dement et de fonctionnement, si bien que l'obtention de la fonction pratique de raccordement est parfois

difficile ou impossible à obtenir.

L'invention a pour objet un raccord qui résout notamment le problème indiqué précédemment. Elle permet

l'application de faibles forces de raccordement.

Une caractéristique essentielle du raccord selon l'invention est le fait que l'obturateur est déplacé, pendant son mouvement d'ouverture, dans un espace formé à l'intérieur du dispositif de support, et le volume enfermé par le dispositif de support et l'obturateur est isolé de manière étanche par rapport au fluide qui

peut être transmis.

Dans un premier mode de réalisation, le volume entoure de l'air ou un gaz compressible qui, lorsque l'obturateur est dans sa position de fermeture, a une

première pression, avantageusement la pression atmosphé-

rique. Lorsque l'obturateur est dans sa position d'ouver-

ture totale, l'air ou le gaz est à une seconde pression supérieure à la première mais inférieure à la pression

maximale du fluide.

Dans d'autres perfectionnements de l'invention, les parties de l'obturateur qui dépassent du dispositif de support sont placées de manière que l'obturateur lors de son déplacement initial, ne provoque pas une compression quelconque du fluide présent à l'intérieur du raccord. Ceci peut être réalisé par utilisation des mêmes dimensions pour la circonférence et le diamètre

à l'intérieur et à l'extérieur du dispositif de support.

Dans un mode de réalisation préféré, la seconde pression dépasse la première d'une valeur comprise entre 0,3

et 8,0 bars et de préférence entre 0,5 et 2,0 bars.

Dans un mode de réalisation, le dispositif de

support comporte une partie centrale tubulaire qui sup-

porte l'obturateur. Le dispositif de support est centré dans l'espace interne du raccord par des éléments de support en forme d'ailettes qui peuvent être au nombre de deux ou plus. L'espace destiné à contenir le fluide dans le raccord dépasse de la partie tubulaire centrale et est disposé entre les éléments précités en forme d'ailettes. Le dispositif de support comporte un élément de fixation de la partie tubulaire centrale et des éléments précités en forme d'ailettes. Dans un mode de réalisation préféré, l'obturateur est sous forme d'un cylindre creux dont le volume interne fait partie du volume enfermé. L'obturateur se déplace de sa position de fermeture vers sa position d'ouverture malgré la force d'un dispositif à ressort placé à l'intérieur de l'espace délimité dans le dispositif de support et l'obturateur et formant ce volume. L'obturateur peut

aussi avoir, à son extrémité libre, une partie d'épais-

seur uniforme qui, lorsque l'obturateur est dans la position de fermeture, dépasse d'un joint placé dans le raccord. L'espace ou volume de logement du dispositif de support dépasse le volume à proximité du dispositif d'étanchéité afin que, lorsqu'un organe pénètre dans le raccord, le fluide puisse passer entre l'obturateur

et le dispositif d'étancnéité. La partie centrale tubu-

laire peut aussi avoir une surface interne de butée qui, dans une seconde position, peut coopérer avec une

surface d'extrémité de l'obturateur.

Dans une variante, l'espace interne enfermé par l'obturateur et le dispositif de support est au contact de l'extérieur du raccord par l'intermédiaire d'un canal

de communication.

Selon l'invention, un mouvement d'ouverture peut

être obtenu avec des forces relativement faibles d'ouver-

ture, malgré la pression relativement élevée du fluide.

Dans le cas de pressions maximales élevées du fluide, la pression à l'intérieur du volume doit être inférieure à la pression du fluide d'un facteur considérable. De cette manière, la fonction d'ouverture peut être rendue pratiquement indépendante de la valeur de la pression du fluide. Un mouvement de compression du fluide est évité lors de l'ouverture de l'obturateur, grâce à la réalisation particulière de l'obturateur. Dans le cas d'une communication entre l'espace interne et l'extérieur

du raccord, la pression peut rester pratiquement cons-

tante à l'intérieur de l'espace interne quelles que soient les positions d'ouverture et de fermeture du raccord. Une construction peu coûteuse est aussi obtenue si bien que les dimensions du raccord peuvent être

réduites, aussi bien en longueur qu'en diamètre.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre

d'un exemple de réalisation, faite en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un raccord, par exemple de type rapide, la moitié de la figure représentant l'obturateur en position d'ouverture totale et l'autre moitié en position de fermeture totale; et la figure 2 est une vue de bout du raccord de

la figure 1.

Un raccord selon 1'. vention comporte un organe male, par exemple d'un accouplement rapide, qui peut être raccordé à un élément femelle correspondant (élément d'accouplement femelle rapide). Par raison de clarté, on n'a représenté que les parties essentielles pour

la compréhension de l'invention. Par exemple, les fonc-

tions et éléments du raccord et le maintien des diffé-

rents éléments ne sont pas représentés, ces opérations

connues pouvant être réalisées des manières déjà connues.

L'organe mâle 1 comprend un premier organe la et un second organe lb de boîtier. Ces organes de bouiier sont vissés l'un sur l'autre par un filetage lc et

sont bloqués l'un sur l'autre, d'une manière connue.

Un joint 2 assure l'étanchéité entre les organes du bottier. Un dispositif 3 de support est serré entre les organes la et lb. Le dispositif de support a une partie

tubulaire centrale 3a et des éléments 3b en forme d'ai-

lettes qui la centrent, le nombre des ailettes pouvant varier et étant supérieur à deux. Le dispositif de support comporte un organe 3c de fixation auquel sontraccordées la partie tubulaire centrale et les ailettes. La partie 3a a, à l'arrière, une partie tronconique 3a' alors que la partie 3a est reliée à la partie 3c. Les ailettes ont des parties 3b' qui dépassent radialement, permettant la fixation axiale et radiale du dispositif de support dans le raccord. La partie lb' d'extrémité de l'organe lb de boîtier coopère avec les organes en saillie 3b' et une surface de butée la' placée à l'intérieur de l'organe la de boîtier. Le joint 2 est placé près de la surface précitée de butée. Les éléments 3b' en saillie coopèrent avec une partie des bords inférieurs des ailettes et avec une surface supplémentaire la" de butée,

à l'intérieur de l'organe la de bottier.

Un obturateur 4 est supporté de manière qu'il puisse se déplacer longitudinalement dans la partie tubulaire centrale 3a. l! moitié de la coupe représente l'obturateur dans sa p sition de fermeture totale et

l'autre moitié dans sa position d'ouverture totale.

Le dispositif de support, avec l'obturateur, entoure un volume variable, indiqué parles références Vl et V2 sur la figure 1. Le volume est séparé de manière étanche du fluide qui peut être transmis par le raccord, par

un dispositif d'étanchéité qui, dans le mode de réali-

sation représenté, comporte un joint torique élastique

classique 5a et un joint auxiliaire 5b d'un type connu.

Dans l'exemple représenté, le dispositif 4 a une cavité

4a de logement du joint. Une caractériszique parz.cu-

lière de ce joint est qu'il doit rester étanche malgré la différence de pression existant entre l'air ou le gaz enfermé dans le volume V1, V2 et le fluide transmis par le raccord, ce fluide circulant dans l'espace 6 disposé notamment le long de l'obturateur 4 et le long de la partie centrale 3a et passant entre les ailettes 3b. Le dispositif 5a, 5b d'étanchéité peut aussi être placé dans une cavité formée à l'intérieur de la partie

centrale 3a.

La soupape qui comprend l'obturateur comporte un élément avant 4b d'étanchéité capable de coopérer avec un organe 7 d'étanchéité placé à l'extrémité libre

lb" de l'organe d'accouplement. Une partie 4c de l'obtu-

rateur peut pénétrer dans le dispositif de support et en sortir, cette partie 4c formant un cylindre. L'espace interne du cylindre constitue une partie du volume précité Vl, V2 lorsque l'obturateur est repoussé vers l'extérieur de l'espace interne du dispositif de support, partiellement ou totalement. Lorsque l'obturateur est dans la position totalement introduite, l'espace délimité

dans l'obturateur coopère avec l'espace interne du dis-

positif de support, à proximité d'un plan théorique

passant par l'extrémité libre de la partie centrale 3a.

Dans ce cas, l'espace délimité à l'intérieur du cylindre fait partie du volume précvté. L'obturateur est déplacé de la position de fermetur- à la position d'ouverture contre la force d'un ressort 8 qui, dans le mode de réali- sation représenté, est sous forme d'un ressort hélicoldal dont le diamètre externe ne dépasse pas de préférence 8 mm environ. Le ressort est disposé de manière qu'il permette le déplacement de l'obturateur vers sa position d'ouverture totale, mais sans que la force d'accouplement

des organes de raccordement considérés augmente notable-

ment pour cette raison. Le ressort est aussi disposé de manière qu'il puisse ramener l'obturateur en position de fermeture d'une manière fiable après que la commande

de l'obturateur a disparu.

La pression exercée sur l'air ou le gaz contenu

dans le volume Vl, lorsque l'obturateur est dans sa posi-

tion de fermeture totale, est appelée première pression

et correspond de préférence à la pression atmosphérique.

La pression exercée sur l'air ou le gaz à l'inté-

rieur du volume V2 dans la position d'ouverture totale est appelée "seconde pression" et elle dépasse la première pression d'une valeur comprise entre 0,3 et 8,0 bars et de préférence entre 0,5 et 2,0 bars, c'est-à-dire que la pression à l'intérieur du volume peut prendre une valeur comprise entre 1,3 et 9 bars et entre 1,5 et 3 bars respectivement. Ces valeurs sont normalement notablement inférieures à la pression maximale du fluide à l'intérieur du raccord (cette pression pouvant par

exemple atteindre 400 bars et plus).

L'espace du dispositif de support 3a est choisi

de manière qu'il dépasse le volume maximal de l'obtura-

teur pénétant dans l'espace interne d'une quantité com-

prise entre 5 et 50 %, si bien que la pression précitée peut être supportée par des raccords qui peuvent être réalisés en pratique avec des longueurs et des diamètres utilisables. L'obturateur 4 a un dispositif 4d de retenue qui détermine une position particulière de fermeture. Le dispositif de retenue peut comporter un ou plusieurs

tétons répartis uniformément à la périphérie de l'obtura-

teur ou un flasque disposé sur toute la périphérie.

Mis à part les dispositifs de retenue en saillie, l'obtu-

rateur a le même diamètre D ou pratiquement le même

diamètre ou la même dimension externe sur toute sa lon-

gueur, c'est-à-dire dans la partie qui se trouve à l'ex-

térieur du dispositif de support et dans celle qui est

dans l'espace interne du dispositif de support. La sur-

face 4e d'épaisseur uniforme qui entoure l'obturateur passe à proximité d'un ou plusieurs joints 7 d'étanchéité

(joint torique) et des organes 7', 7" (joints auxiliaires).

Grâce à la dimension uniforme de la surface 4e de fer-

meture, le fluide ne subit aucune compression lors de l'ouverture de l'obturateur, et l'obturateur peut ainsi être déplacé dans le fluide. Lorsque l'obturateur est repoussé vers l'intérieur, le fluide peut passer d'un

côté du dispositif de retenue à l'autre.

Le dispositif de retenue peut aussi être utilisé

pour la détermination d'une position déterminée d'ouver-

ture totale de l'obturateur. En outre ou dans une variante, une surface interne 3a" de butée et une surface 4f d'appui peuvent coopérer en position d'ouverture maximale. Un corps d'écartement qui est compatible avec le raccord représenté est désigné par les références 9', 9" sur la figure 1. Le rôle de ce corps est de guider l'obturateur 4 dans le raccord. Une première distance de coopération étanche est repérée par la référence a et une seconde distance par la référence a'. Lorsque l'obturateur est totalement fermé, sa partie d'étanchéité

a une longueur qui correspond à la distance a ou a'.

Le volume de l'organe de fermeture étanche (section multipliée par la longueur a/a') représente le volume qui doit être repoussé dans le raccord avant que le fluide ne puisse sortir de l'espace délimité dans le raccord, au niveau de l'obturateur et du dispositif 7 d'étanchéité. L'espace délimité dans le dispositif de support pour le logemen: de l'obturateur doit dépasser le volume de déplacement d l'obturateur lorsqu'il assure cette étanchéité. Dans un mode de réalisation, l'espace de logement dépasse ce volume d'une valeur comprise

entre 5 et 50 %.

Dans un mode de réalisation, un ou plusieurs canaux de communication sont placés entre l'espace interne V2 et l'extérieur du raccord. Dans ce cas, la pression dans l'espace interne peut être pratiquement indépendante de la position de l'obturateur 4. Cet espace interne Vi, V2 communique avec la pression autour du raccord, par exemple la pression atmosphérique. Par exemple, l'application d'une pression variable ou réglable à l'extérieur du raccord peut contribuer à l'application

de forces d'ouverture et de fermeture de l'obturateur.

La pression dans l'espace interne a une valeur qui cor-

respond à la pression dans l'atmosphère environnante.

Un obturateur peut éventuellement être placé dans le canal ou les canaux de communication. L'ouverture du canal de communication à l'extérieur du raccord est de préférence telle que la saleté, la poussière et les liquides, etc. ne puissent pas pénétrer. La figure 1 représente un canal de communication ayant un trou axial 10a et un trou radial 10b formés dans le dispositif de support, et un trou radial 10c formé dans l'organe la du bottier. Le canal de communication est séparé de manière étanche du fluide sous pression dans le raccord. L'étanchéité peut être obtenue par exemple

par utilisation d'un dispositif tubulaire (non repré-

senté) qui est disposé totalement ou partiellement dans les parties 10b et 10c des canaux de communication et qui coopère de façon étanche, par sa face externe, avec les éléments la et 3b, par exemple par interposition de colle ou de "Loctite", etc.

La référence 11 de la figure 2 indique un disposi-

tif permettant la coopération d'une clé.

Un organe de raccordement comprenant l'élément compatible 9 d'accouplem ent permet ainsi la formation d'un passage par déplacement de l'obturateur 4. Ce der- nier peut être déplacé d'une position de fermeture à une position d'ouverture. En position de fermeture, le fluide sous pression qui peut être retenu et se trouve dans l'espace 6 à l'extérieur du l'obturateur agit à

la face externe de l'obturateur. Dans la position d'ou-

verture, le fluide peut circuler dans le passage formé par cet espace 6 et par l'élément coopérant 9 qui peut être d'un type décrit précédemment et qui peut être notamment un organe mâle d'un raccord rapide. L'élément d'accouplemenr representé su_ les figures ccns szue

alors l'élément femelle du raccord rapide.

L'obturateur comprend une partie libre 4e qui peut être exposée au fluide sous pression et qui dépasse hors de l'espace de support formé dans l'organe 3a de support et qui coopère de manière étanche avec des joints d'étanchéité 5a, 5b et, en position de fermeture, avec des dispositifs avant d'étanchéité 7, 7', 7". Les parties libres sont disposées de manière que, lors du déplacement depuis la position de fermeture, le fluide ne subisse pratiquement aucune compression à l'intérieur de l'espace 6, la force de raccordement étant donc pratiquement indépendante de la pression du fluide et pouvant être

déterminée par une force élastique appliquée à l'inté-

rieur ou à l'extérieur de l'espace de support et qui

assure le retour de l'obturateur.

L'obturateur est disposé de manière que la pression du fluide dans l'espace 6 ne puisse pas créer une pression

résultante s'opposant à la force d'ouverture de l'obtura-

teur lorsque celui-ci est déplacé de la position de fermeture à la position d'ouverture, au moins jusqu'au moment o le fluide sous pression peut circuler en face

du dispositif d'étanchéité.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Raccord comprenant un obturateur (4) qui peut se déplacer longitudinalement dans un dispositif de support (3), caractérisé en ce que l'obturateur peut se déplacer dans un espace formé à l'intérieur du dispositif de support, pendant son mouvement d'ouverture, cet espace étant entouré et fermé de manière étanche avec interposition d'un dispositif d'étanchéité (5a, b) de manière que le fluide circulant dans le raccord

ne puisse pas y pénétrer.

2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que de l'air ou un gaz compressible est placé dans le volume formé par le dispositif de support et l'obturateur, l'air ou le gaz ayant une première pression qui est de préférence égale a la pression atmosphérique lorsque l'obturateur est en position de fermeture et

ayant une seconde pression qui dépasse la première lors-

que l'obturateur est en position d'ouverture totale,

la seconde pression étant inférieure à la pression maxi-

male du fluide.

3. Raccord selon l'une des revendications 1 et

2, caractérisé en ce qu'une partie (4e) de l'obturateur qui dépasse du dispositif de support est destinée à permettre un écartement initial de l'obturateur (4)

sans compression du fluide.

4. Raccord selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 3, caractérisé en ce que la partie de l'obtura-

teur qui dépasse du dispositif de support, sauf éven-

tuellement des dispositifs (4d) de retenue qui sont en saillie, a pratiquement des dimensions diamétrales

et circonférentielles constantes.

5. Raccord selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de support comprend une partie centrale tubulaire (3a) supportant l'obturateur et des éléments de support (3b) en forme d'ailettes, assurant le centrage du dispositif de support (3) dans l'espace interne du raccord, un espace (6) de circulation du fluide étant disposé à l'extérieur de la partie centrale tubulaire et passant

entre les ailettes.

6. Raccord selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce que l'obturateur a une partie (3a) formant un cylindre creux dont l'espace interne constitue une partie du volume interne (V1, V2), et un ressort (8) est disposé dans ce volume et

tend à rappeler l'obturateur vers sa position de ferme-

ture.

7. Raccord selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce que l'obturateur

a, à son extrémité libre, une partie de section cons-

tante qui est disposée au niveau d'un joint (7) d'étan-

chéité placé dans le raccord lorsque l'obturateur est

dans sa position de fermeture.

8. Raccord selon l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce que l'espace interne du dispositif de support a un volume qui ne dépasse pas de plus de 50 % un volume délimité par la partie

de l'obturateur disposée en face du dispositif d'étan-

chéité (7) du raccord et qui doit être déplacée vers l'intérieur du raccord avant que le fluide ne puisse s'échapper entre l'obturateur et le dispositif (7)

d'étanchéité.

9. Raccord selon l'une quelconque des revendi-

cations 2 à 8, caractérisé en ce que la seconde pression dépasse la première d'une valeur comprise entre 0,3

et 8,0 bars.

10. Raccord selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 8, caractérisé en ce que l'espace délimité à l'intérieur du dispositif de support (3) et qui est fermé de manière étanche par le dispositif d'étanchéité (5a, 5b) communique avec l'extérieur du raccord par

au moins un canal (10a, 10b, 10c).