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Appareil limiteur de pression.-
L'invention a pour objet un appareil limiteur de pression. Il supplique plus particulièrement, quoique non exclusivement dans les installations de pompage pour limiter
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la pression dans la conduite de refoulement en établissant une communication entre cette conduite et celle d'aspiration lors- que la pression de refoulement dépasse une valeur déterminée.
Généralement les limiteurs de pression de ce gen- re sont constitués par un bypass réunissant les conduites d'aspiration et de refoulement et comportent une soupape main- tenue sur son siège par un ressort ou contre-poids taré. Lors- que la pression dépasse une valeur déterminée dans la condui- te de refoulement, la soupape se soulève et le bypass fonc- tionne. Mais l'expérience a montré que si le dit ressort ou contrepoids est taré pour que la dite soupape se soulève lorsque la pression de refoulement a atteint une valeur dé- terminée le bypass en fonctionnant maintient dans le refoule- ment une pression supérieure à la dite valeur déterminée.
Il y a là un inconvénient sérieux
D'après l'invention pour remédier à cet inconvé- nient, la soupape commandant la communication par un bypass entre le refoulement et l'aspiration est solidaire d'un pis- ton pouvant se déplacer dans un cylindre, l'ensemble de la sou- pape et du piston étant en équilibre de pression quand la pres- sion dans la conduite de refoulement ne dépasse pas une valeur déterminée; mais cet équilibre est rompu dès que la pression dans la conduite de refoulement dépasse la dite valeur détermi- née, ce qui provoque l'ouverture de la dite soupape et suivant l'invention cette ouverture est maintenue par le dit piston tant que la pression de la conduite de refoulement dépasse la dite valeur déterminée et cela quelle que soit la souspression qui peut se produire localement sous la dite soupape.
Dans la description, l'invention sera décrite com- me étant appliquée à un appareil de pompage où on emploie les termes de refoulement et d'aspiration, -mais l'invention est
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également applicable aux appareils comportant une conduite à haute pression et à basse pression dans lesquels la pression de la conduite à haute pression ne doit pas dépasser une valeur dé- terminéea
L'invention va être décrite à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés dans lesquels les mêmes or- ganes portent les mêmes numéros de référence sur les diffé- rentes figures.
La figure 1 représente en coupe un limiteur de pression réalisé conformément à l'invention, la figure 2 mon- tre une variante d'exécution et la figure 3 une modification du dispositif de la figure 2.
En se reportant d'abord à la figure 1, on voit que 1 indique une dérivation prise sur la conduite de refoulement et 2 une dérivation prise sur la conduite d'aspiration,, La communication entre ces deux dérivations constituant un bypass est commandée par une soupape 3. La tige 4 de cette soupape est solidaire d'un piston 5 qui peut se déplacer dans un cylindre 6 vissé sur la partie supérieure du bypass. La tige 4 prolongée au-dessus du piston porte un appui de ressort 7 sur lequel s'appuie un ressort 8 dont la tension est réglable au moyen d'une vis 9 se vissant dans un bouchon 10 d'une boîte à ressort 11 elle-même vissée sur le haut du cylindre 6. Cette boîte à ressort 11 maintient une rondelle 12 sur le haut du cylindre 6 et cette rondelle 12 porte un clapet 13 muni d'une queue 14 et le clapet est maintenu fermé par un ressort 15.
Un conduit 16 branché sur le refoulement 1 établit une communication par le conduit 17 avec la cavité 18 du cylin- dre 6 située sous le piston 5, tandis que le conduit 16 prolon- gé par un conduit 19 fait communiquer le refoulement 1, par l'intermédiaire d'un robinet à pointeau 20, avec la cavité 21
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du cylindre 6 située au-dessus du piston 5. Enfin un conduit 22 fait communiquer l'intérieur de la boîte à ressort 11 avec l'aspiration 2.
Le fonctionnement est le suivant :
Au repos, la soupape 3 est maintenue sur son siège par le ressort 8. Le piston 5 n'intervient pas puisque les pressions dans les cavités 18 et 21 sont les mêmes.
Lorsque la pression dans le refoulement dépasse la valeur déterminée, la soupape 3 se soulève contre l'action antagoniste du ressort 8. Le piston 5 se soulève également et sa face supérieure attaque la queue du clapet 13 et le soulève établissant ainsi une communication entre la cavité 21 au-dessus du piston 5 et l'intérieur de la boite à ressort 11. Par suite de cette communication, la pression dans la ca- vité 21 baisse dans une proportion qui dépend du rapport de la section de passage ouverte par le clapet 13 et de la sec- tion de passage du robinet à pointeau 20. En réglant ce der- nier, on conçoit que l'on peut régler la chute de pression dans la cavité 21 pour que cette chute de pression agissant par l'intermédiaire du piston sur l'équipage mobile compense la souspression constatée sous la soupape 3.
On conçoit donc comment un pareil dispositif sans laisser subsister aucune fuite tant que la pression de refou- lement reste en dessous de la valeur déterminée d'avance em- pêche qu'une surpression ne se produise dans le refoulement.
Dans la variante d'exécution de la figure 2, le bypass qui relie la conduite de refoulement 1 avec la conduite d'a,spiration 2 est commandé par une soupape 3 solidaire par sa tige 4 d'un piston 5 qui se déplace dans un cylindre 6. Le diamètre du piston est au moins égal ou mieux légèrement supé- rieur à celui de la soupape. Un conduit latéral 25 établit la
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communication d'une façon permanente entre le refoulement 1 et la cavité 26 au-dessus du piston 5 par un orifice calibré 27 réglable par une vis à pointeau 28. Sur le côté est disposé un petit piston 29 qui se déplace dans un cylindre 30 et dont la tige 31 traverse la cloison 32 et la paroi 33 de l'enveloppe.
A sa partie supérieure, la tige 31 porte un appui '.de ressort 34 sur lequel s'appuie un ressort 35 dont la tension est réglable au moyen d'un bouchon fileté 36. La tension de ce ressort est réglée de façon que le piston 29 soit soulevé dès que la pression dans la conduite 1 a dépassé une valeur déterminée. A sa traversée de la cloison 32, la tige 31 est munie d'une rainure longitudinale 37, qui peut être à section croissante, disposée de telle façon que lorsque le petit pis- ton 29 n'est pas soulevé par un excès de pression dans la conduite 1, la rainure 37 coupe la communication entre la cavi- té 26 au-dessus du piston 5 et la conduite 2 d'aspiration.
Le fonctionnement est le suivant :
Lorsque la pression dans la conduite de refoule- ment ne dépasse pas la valeur prédéterminée, la pression de la conduite 1 s'exerçant par le conduit 25 sur le dessus du pis- ton 5 de plus grande surface que la soupape 3 la maintient appliquée sur son siège. Lorsque la pression de la conduite 1 dépasse la valeur déterminée, elle soulève le petit piston 29 ainsi que sa tige 31 dont la rainure 37 donne passage au liqui- de de la d&vdté 26 qui s'écoule dans la conduite d'aspiration 2. Le dessus du piston 5 est ainsi déchargé parce que l'orifice calibré 27 a été réglé de façon que l'arrivée du liquide par le conduit 25 se fasse plus lentement que son départ par la rainure 37.
Le dessus du piston 5 étant déchargé, le liquide de refoulement soulève la soupape 3 et il s'écoule dans la conduite d'aspiration 2.
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Dès que la pression dans la conduite 1 est retom- bée à sa valeur normale, le ressort antagoniste 35 reprend sa prépondérance et abaisse le petit piston 29. Le passage du li- quide par la rainure 37 est alors masqué et le liquide arri- vant par l'orifice 27 sur le piston 5 abaisse le piston et fer- me la soupape 3.
Toutefois pour que l'abaissement du piston 5 et la fermeture de la soupape 3 se fassent plus rapidement, on pourrait trouver avantageux de les soumettre à l'action d'un léger ressort réglable 38 disposé dans une boîte à ressort 39.
Néanmoins le ressort 38 n'est pas indispensable.
Dans certaines circonstances, il pourrait être désirable de faire communiquer momentanément le refoulement 1 avec l'aspiration 2. En ce cas, on peut prévoir une tige filetée 40 qui se visse dans un manchon 41 et qui en attaquant la soupape 3 la maintient soulevée.
Dans cette variante d'exécution, on remarquera que le petit piston 29 est soumis à la pression statique qui règne dans la conduite 1 sous la soupape 3 fermée. Lorsque la soupape 3 est soulevée, la pression statique aux abords de la soupape se transforme en pression dynamique, et en raison des remous qui se produisent autour de la soupape, la pression qui agit sur le petit piston 29 ne correspond pas toujours à la pression déterminée qui doit provoquer son fonctionnement.
Pour remédier à ce risque, on peut isoler le petit piston et le conduit 25 au moyen d'une cloison 42 indiquée en pointillé et faire communiquer l'espace au-dessous du petit piston par une conduite 43 branchée sur la conduite de refoulement en un point où sa pression n'est pas soumise à l'influence des re- mous autour de la soupape et qui peuvent amener des perturba- tions qui troublent le fonctionnement correct du petit piston
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et par suite du piston 5 limiteur de pression.
Dans la modification de la figure 3, la soupape 3 intercalée entre le refoulement 1 et l'aspiration 2 est solidaire par sa tige 4 d'un piston 5 qui se déplace dans un espace clos divisé par le piston en deux cavités 46 et 47.
Sur le côté est disposé un petit piston 29 qui se déplace dans un cylindre 48 et dont la tige 31 porte à sa partie supérieure un appui de ressort 34 sur lequel s'appuie un ressort 35, dont la tension est réglable au moyen d'un bouchon fileté 36.
Un conduit 49 partant de la conduite 1 de refoulement communi- que par un conduit 50 avec une chambre 51 en dessous du piston 29 et le conduit 49 est raccordé avec un conduit 52 qui débou- che dans la cavité 47 au-dessus du piston 5 après avoir tra- versé un organe 53 réglant la section de passage. Un conduit 54 partant de la cavité 46 au-dessous du piston 5 débouche dans la paroi du cylindre 48 en face du piston 29 qui obture le conduit quand ce piston est dans la position montrée sur le dessin, cette distribution par le petit piston pouvant être faite par un autre organe. D'autre part, la cavité 46 au- dessous du piston 5 communique par un conduit 54 et un orifi- ce calibré réglable par une vis à pointeau 55 avec la conduite 2 d'aspiration.
Le fonctionnement est le suivant :
Comme dans le dispositif décrit avec référence à la figure 2, au repos, le dessus du piston 5 est soumis par le conduit 52 à la pression de la conduite de refoulement 1 qui s'exerce sous la soupape 3 dont le dessus est à la pression de la conduite d'aspiration 2. Le dessous du piston 5 est à la pression de la conduite d'aspiration 2 par la conduite 54 et l'orifice calibré 55.
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Lorsque la pression de la conduite 1 transmise par 49 et 50 dans la chambre 51 dépasse une valeur réglée par le ressort taré 35, elle soulève le piston qui découvre progres- sivement l'orifice du conduit 54 et le liquide sous pression pénètre dans la cavité 46 sous le piston 5 où il crée une con- trepression qui dépend du rapport entre l'orifice d'admission de liquide sous le piston 5 et l'orifice calibré d'échappe- ment 55. Cette pression supplémentaire permet le soulèvement de la soupape 3 qui laisse écouler le liquide de 1 en 2, mais dès que la pression normale a été rétablie dans la conduite 1, le ressor 35 fait descendre le piston 29 qui ferme l'orifice du conduit 54, la pression dans la cavité 46 au-dessous du piston 5 retombe à la pression de la conduite 2 d'aspiration et la soupape 3 retombe sur son siège.
Autrement dit dans le cas de la figure 3, au lieu de diminuer la pression au-dessus du piston 5, on crée en dessous une contrepression qui permet le soulèvement de la soupape 3.
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