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"Perfectionnements aux soupapes équilibrées"
La présente invention se rapporte aux soupapes équilibrées que l'on utilise pour régler l'écoulement d'un fluide sous pression, tel que de
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la. vapeur} de'l 'eau oud'autres fluides: Ces sou- papes sont employées généralement lorsqu'il
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s'agit de pressions relativement élevées et elles ont des dimensions relativement grandes.
L'objet de la présente invention est une soupape perfectionnée qui est exactement équili- brée dans ce sens que les surfaces des deux dis- ques de cette soupape sont égales et qu'il e est de même des sections de passage des deux sièges ce qui exclut toute possibilité de déséquilibre dû à une différence de surface des disques ou à une différence de section de passa- ge des sièges de la soupape.
L'invention vise également une soupape exactement équilibrée dans laquelle les sièges, la tige, les disques et les autres parties intérieures (qui, dans ce qui suit, seront désignées dans leur ensemble par l'expres- sion "corpsde soupape") peuvent être constitués par une matière appropriée telle que du laiton, du métal Monel, ou un autre métal résistant à la corrosion, la cage étant construite en une matière moins .chère et plus résistante aux ac- tions mécanique s étoile que la fonte, ou l'acier fondue la tige de la soupape, les disques, les sièges, etc...
pouvant cependant être montés facilement, d'une façon appropriée, dans la cage avec laquelle ils coopèrent,
L'invention a également pour objet une soupape équilibrée dans laquelle il est tenu compte de la dilatation et de la contraction des organes en raison de la température et, particulièrement, une soupape dans laquelle le corpade soupape comprend, d'une part, des sièges accouplés de façon à former un ensemble et, d'autre part des,
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disques de soupapes, ou d'autresorganesanalogues, coopérant avec les sièges et accouplés de façon à former un ensemble, les deux ensembles pouvant être d'une même matière (lui ait, par conséquent, le même coefficient de dilatation.
L'invention a trait également à une soupape dont les éléments du corps de soupape, construits de la, façon qui vient d'être indiquée, sont reliés à la cage en
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-//%Me'</ eMM métal eDul' de façon maintenir des con- tacts étanches et, de façon que ceux-ci ne soient pas affectés par la dilatation et par la contrac- tion.
D'autres objets de la présente invention sont évidents ou apparaîtront avec plus de détails dans ce qui suit:
Sur le dessin annexé:
La fig. 1 représente une élévation avec coupe longitudinale partielle d'un des modes de réalisation de la présente invention;
La fig. 2 est une vue analogue représentant un autre mode d'exécution de ladite invention'.
La soupape représentée sur la fig. 1 com- prend une cage extérieure 1,de la forme usuelle, qui peut être construite en un métal résistant approprié quelconque, tel que de la fonte ou de l'acier fondu. La soupape est en forme de T et présente des parties extrêmes 2 conformées d'une façon appropriée pour qu'on puisse les relier aux tuyauteries d'amenée et de décharge, la soupape présentant un prolongement latéral 3 que traverse l'extrémité de la tige de soupape et qui porte le presse-étoupe non représenté.
A l'intérieur de
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la cage, entre les tubulures d'arrivée et de déchar- ge de la cage, est disposée une cloison 4 présen- tant des parois supérieure et inférieure 5 et 6 disposées à une certaine distance l'une de l'autre de la façon habituelle, laquelle paroi présente des ouvertures de même axe, destinées à recevoir le corps. de la soupape.
Ce corps de soupape comprend un organe 7 d'une forme générale tubulaire (désigné dans ce qui suit par l'expression "organe tubulaire"') qui passe à travers les deux parois 5 et 6 et qui, entre ces deux parois, présente plusieurs ouver-
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tares latérales 8, généralement au n#nbre deze ./ séparées par des franonta de paroi longitudinale 9. A sa partie inférieure, l'organe tubulaire 7 présente un élargissement désigné par 10 et il est fileté en 11 pour qu'on puisse le visser à fond dans l'ouverture de la paroi inférieure 6, dans une position où son épaulement conique 12 repose sur
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une tJill' Llu C01'1'u 31JL1iiL11J.iila du lu. iJiA1"L1i G du La c.;r4,c,, de façon à former un joint étanche.
Il est évident que le diamètre intérieur de l'ouverture de la paroi supérieure 5 est suffi- samment large pour permettre le passage de la par- tie de l'organe tubulaire 7 qui présente le plus grand diamètre extérieur (au niveau de 1'épaulement 12). à sa partie supérieure, l'organe tubulaire 7 est élargi également de façon à constituer une partie -cylindrique 13 dont la périphérie s'ajuste exactement à glissement à l'intérieur de la partie la plus étroite de l'ouverture de la paroi supé- rieure. Au-dessus de la partie cylindrique 13,
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l'organe tubulaire présente une rainure annulaire 14 qui constitue une plaque annulaire relativement
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l!1inoo. ou bride 15, o,\.t-d()Ifjl; de laquelle l'organe tubulaire est réduit de nouveau.
A sa partie supé- rieure, l'organe tubulaire présente deux ou plu- sieurs saillies, ou projections 16 qui s'éten- dent vers le haut et auxquelles on peut appliquer un outil convenable pour faire tourner ledit organe tubulaire ou pour le manipuler de toute autre façon. La cage 1 est conformée, au niveau de l'ouverture de la paroi supérieure 5, de façon à constituer un épaulement annulaire 17 destiné à recevoir le bord extérieur de la bride mince 15, laquelle est maintenue ou serrée sur ledit épaulement par l'anneau de blocage 18 qui est vissé dans la paroi supérieure 5 de la cage et qui est pourvu de saillies 19 permettant sa manoeuvre.
Les parties élargies supérieure et infé- rieure de l'organe tubulaire 7 présentent des sièges supérieur et inférieur coniques 20 et 21 respectivement,de même diamètre de sorte que l'ouverture la plus petite, en 22, à la partie inférieure de l'organe tubulaire, a la même section de passage que l'ouverture la plus petite 23 à la partie supérieure dudit organe.
Deux disques identiques coopèrent avec lesdits sièges. un disque de soupape supérieur 24 et un disque de soupape inférieur 25, ce dernier étant vissé sur l'extrémité d'une tige 26 tandis que le premier est maintenu sur la partie conique 27 de la tige au. moyen d'un organe 28 formant écrou, organe
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dont l'extrémité supérieure est construite d'une façon convenable pour assurer son fonctionnement, par exemple en filetant cette extrémité de façon qu'elle puisse recevoir un écrou de raccord 29 destiné à serrer une tige 30 qui la prolonge.
Il est clair qu'en appliquant, avec une force plus ou moins grande, le disque de soupape supérieur 24 sur la partie conique de la tige sur laquelle il s'applique et qu'en réglant la position du disque de soupape infé- rieur sur la partie filetée de cette tige, les deux disques de soupape peuvent être amenés à une position où la distance entre ces deux disques est la même que celle qui existe entre les deux sièges coniques 20 et 21 de l'organe tubulaire.
Si l'on construit la tige de la soupape et l'organe tubulaire en la même matière, c'est-à-dire si on les construit tous deux en laiton, en métal Monel, ou en tout autre métal approprié, ou si on les construit tous deux en matières possédant le même coefficient de dilatation, les deux disques de soupape s'appliqueront toujours au même moment sur leur siège et provoqueront une fermeture com- plète des passages de la soupape. D'autre part, le corps tubulaire de la soupape est fixé rigidement, grâce aux filets 11, dansla paroi inférieure 6.
A sa partie supérieure, le corps tubulaire est fixé, sur la. paroi supérieure 5, par la périphérie de la bride mince 15 seule- ment, de façon que le corps tubulaire pris dans son ensemble puisse se. dilater et se contracter longitudinalement en pliant ou en étalant plus
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ou moins la bride mince 15, comme si celle-ci
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constituait une r ondellPenùlJ,nt cetto dilaEa- tion et cette contraction la partie plus large 13 glisse en montant et en descendant dans l'ou- verture cylindrique de la paroi supérieure dans laquelle ce prolongement est ajusté et glisse d'une façon étanche. Toutefois, le serrage de la bride 15 assure une étanchéité complète et empêche le passage du fluide autour do l'organe tubulaire.
La bride 15 peut être venue avec la cage de la soupape et serrée sur l'organe tubulaire; dans ce cas, ladite bride sera le plus souvent en acier, mais le dispositif représenté, dans lequel la bride constitue une partie intégrante de l'organe
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tubulaire en à6 st préférable.
D'ordinaire: dansce genre de soupape à organe tubulaire, on donne. en vue du montage, à l'un des disques de soupape des dimensions plus faibles qu'à l'autre, de façon que le premier puisse passer à travers l'ouverture la.plus large de la soupape pour atteindre son siège, plus petit, disposé dans l'autre paroi mais, évidemment, une disposition semblable crée un état de déséquilibre.
Dans la construction représentée, les deux sièges ont la même section de passage et les deux disques de soupape ont une surface égale. Des dispositions spéciales sont prises pour le montage des organes en raison de ce fait. Dans le dispositif représenté sur la fig. l, les surfaces internes des bras longitudinaux, ou parties de paroi,9 constituent un prolongement de la surface interne de forme générale cylindrique de l'organe tubu-
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ladre do sorte que ce dernier constitue un guide pour les disques de soupape.
Par conséquent, dans une région du voisinage des ouvertures 8 et ainsi qu'on l'a indiqué,au-dessous desdites ouvertures, ladite surface interne de l'organe tubulaire pré- sente des rainures annulaires constituant un re- trait 31 qui créent un espace supplémentaire dans lequel on peut faire tourner ou faire basculer le disque 24 pour lui donner une position trans- versale, après qu'on l'a poussé à l'intérieur, à travers l'une des ouvertures 8. En d'autres termes, lorsqu'on assemble ces organes, le dis- que de soupape supérieur 24 est Maintenu de façon
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0uo son plan général soit arallèle; l'axe de l'organe tabulaire et on le fait pénétrer en poussant à travers une ouverture 8.
On le fait descendre ensuite et on pousse son bord extérieur de façon à le faire pénétrer dans le retrat 31, ce qui permet de le faire tourner pour lui faire prendre une position à angle droit par rapport à la première; on centre ensuite le disque dans l'organe tubulaire et on le fait remonter jusqu'à ce qu'il vienne occuper sa position, sur son siège supérieur. On assemble ensuite avec le disque 24 la tige 26, sur laquelle est fixé le disque 25 et on procède au réglage nécessaire pour mettre les deux disques à la même distance que celle qui exista entre leurs sièges.
On comprendra aisément, qu'en raison de la construction et de la disposition des organes dé- crits plus haut, l'organe tubulaire 7 pris dans son ensemble, y compris les disques de soupape
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montes en place dans ledit organe tubulaire b- être retirer facilement à travers l' QÚverture ménagée pour la tige de soupape dans le prolon- gement latéral 3 de la cage de la soupape.
Il est bien entendu que si l'on désire retirer, d'un seul bloc, à travers l'ouverture de passage' de la tige, l'organe tubulaire 7 et les parties qui sont montées sur ledit organe tubulaire, il suffit de desserrer l'anneau de blocage 18, en agissant sur les saillies 19, et de dévisser en- suite la partie filetée 11 de l'organe tubulaire après quoi celui-ci peut être retiré facilement d'un seul bloc à travers ladite ouverture prati- quée dans le prolongement latéral 3 de la cage 1.
Bion que no genre de manipulation d'une soupape dans son ensemble soit bien connu dans les soupa- pes ordinaires du type à cage sphérique compor- tant un seul siège et un seul obturateur, cette manipulation était irréalisable pour les soupapes équilibrées qui, généralement, sont très grandes ot très lourdes. Il fallait, jusqu'à présent, pour ces soupapes équilibrées, démonter la tuyau- tarie et retirer la soupape entière quand des réparations étaient nécessaires. Il est clair que ceci constitue souvent une opération coûteuse et laborieuse.
Par contre, dans la construction qui fait l'objet de la présente invention, l'ob- turateur et la cage tubulaire peuvent être enlevés soit séparément, soit en un seul bloc, à travers l'ouverture ménagée pour la tige dans la cage de la soupape lorsqu'on désire effectuer les réparations ou les remplacements des parties
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usées ou endommagées, tous les organes pouvant être ensuit romis or. place sans nécessita de démonter la tuyauterie. Ceci constitue un avantage important qui résulte de la construction, conformément à la présente invention, de la soupape et de l'organe tubulaire.
Les ouvertures 8, indiquées sur la fig. 1, présentent des prolongements 32 en forme de V et, dans le prolongement inférieur 33 du corps tubu- laire, on a découpé des parties 34, également en forme de V, de façon que, lorsque l'on fait remon- ter la tige de soupape vers une position où la sou- pape est ouverte, l'ouverture s'effectue progres- sivement etgraduellement et non pas brusquement comme @ ce serait le cas si les bords extrêmes des ouvertures se présentaient tous Lieux dansle sens transversal.
En outre, le corps tubulaire est pourvu, à sa surface interne, vis-à-vis des extré- mités des prolongements 32 en forme de V ou des parties découpées 34 en forme de V, de rainures annulaires ou canaux 35 se trouvant chacun immédia- tement au-dessous de l'un des sièges de soupape
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C'est pourquoilorsque soupape 20 et 21.
C'est pourquoi lorsue .La soupape est entr' ouverte très légèrement, le fluide qui passe à travers les ouvertures restreintes des extrémités dès extrémités des prolongements en forme de V, se distribue suivant un anneau autour de la cir-
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confuronco ontjiorc du dixq<>a do ooupo-pe et se répartit, par conséquent, d'une façon égale sur toutes les parties du siège, ce qui empêche, dans une large mesure, le laminage et l'usure qui se produisent généralement sur les sièges des
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disques lorsqu'on cherche à régler l'écoulement du fluide.
Dans la forme représentée sur la fig. l, les deux disques de soupape s'appliquent de bas en haut sur leurs sièges. Dans le dispositif repré- senté sur la fig. 2, les disques de soupape s'ap-' pliquent sur leurs sièges de haut en bas. Ici également les ouvertures 8a du corps tubulaire ont une forme rectangulaire et le canal annulai- re 31a se trouve à la partie supérieure dudit corps tubulaire et non à sa partie inférieure.
Sauf pour ce détail la construction dans son ensemble est la même.
REVENDICATIONS
1. Une soupape équilibrée, comprenant une cage, caractérisée par un organe comportant deux sièges de soupape (solidaires) d'une section de passage identique et une tige de soupape portant deux disques de soupape qui coopèrent avec lesdits sièges.