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Soupape de haute pression pour détendeurs de gaz comprime.
Dans les détendeurs pour gaz comprimé, du type en usage sur les véhicules automobiles dont les moteurs sont alimentés au gaz comprimé, la soupape de haute pression est généralement consti- tuée par un obturateur à bille normalement pressé contre son siège par un poussoir commandé par une menbrane à ressort. Afin d'obtenir une étanchéité complète, on a cherché à appliquer la bille soit sur un siège à arête vive en métal dur, soit sur un anneau en métal ten- dre dans lequel la bille creuse son siège par matage. Les sièges à arête vive ont toutefois l'inconvénient d'ètre fragiles, tandis @ue les pièces en métal tendre sont exposées à se déformer au cours de l'usage.
De plus, dans l'un et l'autre cas, dès qu'elle quitte son siège, la bille doit être maintenue pour qu'elle ne s'échappe pas et guidée afin qu'elle soit ramenée exactement dans sa position d'obtu- ration. on utilise à cet effet un porte-bille constitué d'un poussoir
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cylindrique ou polygonal dont une face d'extrémité reçoit la poussée d'un levier de commande,, tandis que la face opposée présente une ca- vité hémisphérique dans laquelle la bille est serti e.
Cette disposition donne satisfaction lorsque le montage 'est d'une exactitude parfaite. Toutefoi s cette condition n'est réali sée que rarement, car elle exige que soit assurée la coïncidence de plusieurs axes appartenant à des pièces usinées séparément, de sorte qu'il est toujours très difficile de faire correspondre exactement ces axes. En pratique, si l'on doit démonter l'appareil, il est gé- néralenent impossible de le remonter en respectant la coïncidence des axes et dès lors la bille ne s'applique plus rigoureusement sur son siège et l'étanchéité est compromi se.
La présente invention a pour but d'écarter cet inconvé - ni ent et de procurer le moyen de remédier aux défauts de centrage. A cet effet dans le dispositif suivant l'invention, au lieu d'être fi- xée dans un porte-bille, la bille est po sée librement entre un pous- soir et un siège conique de façon qu'elle ait la faculté de se cen- trer d'elle-même lorsqu'elle est pressée contre son siège. Dans ces conditions le contact., n'ayant plus à dépendre que de Inexactitude de la conicité du siège et de la sphéricité de la bille, est toujours assuré.
La bille peut être entièrenent libre, le siège conique étant alors suffisamment profond pour qu'elle ne puisse en sortir ac- cidentellement dans la position d'ouverture maximum de la soup ap e.
Ou bien on peut prévoir une suspension ou un guidage à un ou deux ressorts assez souples pour ne pas entraver la faculté de centrage automatique de la bill e.
La fig. 1 du dessin annexé représente, à titre d'exemple, en coupe longitudunale, une soupape suivant l'invention, montée dans un détendeur à deux étages de type connu, dont est seulement repré- sentée la partie nécessaire à la compréhension de l'invention.
Les figs.2, 3 et 4 repésentent de même des variantesde la soup ap e.
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Les figs. 5, 6 et 7 sont respectivement des coupes trans- versales suivant les lignes V-V, VI-VI et VII-VII de la fig.3.
Sur la fig. l, 1 désigne la chambre de haute pression du détendeur. Dans cette chambre débouche le conduit 2 d'entrée du gaz à- haute pression ( de 200 à 350 Kgs/cm2) dont l'ouverture est contrô- lée par l'obturateur à bille 3 appliqué sur son siège par le poussoir 4 commandé par le levier coudé 5 suspendu au pivot fixe 6. La queue 7 du levier coudé 5 est engagée dans un étrier 8 porté par la membra- ne flexible 9 qui forme une des parois de la chambre 1.
La membrane 9 prend appui, par un plateau 10, sur un puissant ressort 11 dont la tension 'est réglée par la vis 12 de façon que, dès que la pression dans la chambre 1 a atteint la valeur désirée, le mouvement de la mem brane 9 transmis par le levier 5 repousse le poussoir 4 contre la bil le et celle-ci contre son siège, tandis que lorsque la pression tombe dans la chambre l, la bille quitte son siège sous l'action de la pres- sion dans le conduit 2.
Pour la facilité du montage, il est d'usage de ménager le conduit 2 dans un bouchon 13 à doubl e filetage qui d'une part se visse dans une pièce 14 vi ssée à son tour dans le corps 15 du détendeur, tandi s que d'autre part il porte un manchon taraudé 16 qui sert de guide au poussoir 4, et présente latéralement les ouvertures 17 de sortie du gaz de la soupape à la chambre 1. on constate la multiplicité des axes d'usinages nécessitée par cette construction : axede taraudage 19, axe de filetage de la pièce 14, axes de l'alésage et de chacun des filetages du bouchon 13, axes de l'alésage et du taraudage du manchon 16, à ces axes s'ajoute encore, dans la construction habituelle, l'axe d'usinage du poussoir en forme de porte-grille.
Il est compréhensible que le centrage exact de toutes ces pièces soit difficile à réaliser en toutes circonstan- ces et devienne pratiquement impossible après démontage.
Suivant l'invention, la bille 3 est libre et son siège 20, ménagé dans le bouchon 13 a la forme d'un cône assez profond pour qu'elle y soit toujours engagée, même lorsqu'elle occupe sa position '-'ouverture maximum. Le poussoir 4, au lieu d'emboîter la bille, pré- @
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sente une face de poussée qui peut être sensiblement plate ou avoir toute forme susceptible de ne pas entraver la liberté de mouvement de la bille dans son siège. Il s'ensuit que lorsque la bille sera repoussée dans son siège elle se centrera toujours d'elle-même et assurera l'étanchéité, les imperfections du centrage des autres pièces n'ayant plus d'influence sur la correction du centrage de la bille.
Dès lors l'assemblage des pièces après démontage ne pré- sente plus de difficulté au point de vue de l'cbtention de l'étanchéi té .
Dans la variante représentée à la fig. 2, la bille 3, au lieu d'être complètement libre, est suspendue entre deux ressorts, dont l'un 21 prend appui sur un épaulement 22 à l'intérieur du siège 20, tandis que l'autre ressort 23 prend appui contre un épau- lement 24 ménagé dans- un manchon 25 fixé en regard du siège 20 par un écrou 2 6 vissé sur le bouchon 13. Le manchon 25 sert de gui de au poussoi r 4 qui est muni de cannelures longitudinales 18 pour le passage du gaz vers la chambre 1. Les ressorts 21, 23 étant très souples, laissent à la bille 3 la liberté de mouvement nécessaire pour assurer son centrage automatique.
Au lieu de deux ressorts, on peut n'en employer qu'un seul, tel que 21, tendant à repousser constamment la bille contre le poussoir.
Dans la construction suivant les figs. 3, 5, 6 et 7, le ressort 21 agit sur la bille 3 par l'intermédiaire d'un piston 27 traversant le conduit 2 avec un eu périphérique suffi sant pour don ner libre passage au gaz sous pression. Ce.piston se prolonge par une partie polygonale évasée 28, dans une cavité de laquelle est logé le ressort 21 qui prend appui sur la pièce 14.
Le piston 27 presse la bille 3 contre le poussoir 29 de forme hexagonale, dont la queue 30 de diamètre réduit, traverse le fond perforé 31 du manchon 32. La face avant du poussoir 29 peut être munie d'une collerette 33 qui contribue à guider la bille 3 tout en lui laisant sa liberté de centrage dans le siège conique 20.
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Le poussoir à mouvement axial tel que 4 ou 25 peut être supprimé comme dans la variante suivant la fig.4, où le levier multiplicateur 5 sert de poussoir et agit directement sur la bille 3 qui, d'autre part, est pressée contre lui par la pression du gaz et guidée par le piston à ressort 27 dont l'extrémité est avantageusement concave.
La face du levier 5 en contact avec la bille peut, de son côté, être muni de saillies de guidage 34 ou d'une collerette telle que celle représentée en-33 sur la fig. 3.
D'autres modifications de forme ou de construction peuvent naturellement être envisagées. Il est aussi évident que 1.'invention n'est pas limitée à la forme et à la disposition exactes du détendeur représenté et qu'elle est applicable aux soupapes à billes de tous appareils du même genre comportant plusieurs pièces dont les axes doivent coïncider.
REVENDICATIONS.
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1.- Soupape de haute pression pour détendeur de gaz compri- mé, comportant un obturateur à bille pressé contre son siège par un poussoir ou autre organe équivalent, et caractérisée en ce que la bil- le servant d'obturateur est posée librement entre le poussoir et un siège conique de façon qu'elle ait la faculté de se centrer automati- quement dans le siège quand elle est pressée contre celui-ci.
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High pressure valve for compressed gas regulators.
In pressure regulators for compressed gas, of the type in use on motor vehicles whose engines are supplied with compressed gas, the high pressure valve is generally constituted by a ball shutter normally pressed against its seat by a tappet controlled by a valve. spring bar. In order to obtain a complete seal, attempts have been made to apply the ball either to a seat with a sharp edge made of hard metal, or to a ring of hard metal in which the ball hollow its seat by matting. Sharp-edged seats, however, have the disadvantage of being brittle, while soft metal parts are prone to deforming in use.
In addition, in either case, as soon as it leaves its seat, the ball must be held so that it does not escape and guided so that it is brought back exactly to its obtained position. - ration. a ball holder consisting of a pusher is used for this purpose
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cylindrical or polygonal, one end face of which receives the thrust of a control lever, while the opposite face has a hemispherical cavity in which the ball is crimped.
This arrangement is satisfactory when the assembly is of perfect accuracy. However, this condition is seldom met, since it requires that the coincidence of several axes belonging to separately machined parts be ensured, so that it is always very difficult to match these axes exactly. In practice, if the device has to be dismantled, it is generally impossible to reassemble it while respecting the coincidence of the axes and therefore the ball no longer applies rigorously to its seat and the seal is compromised.
The object of the present invention is to eliminate this drawback and to provide the means of remedying the centering faults. For this purpose in the device according to the invention, instead of being fixed in a ball holder, the ball is positioned freely between a pusher and a conical seat so that it has the ability to rest. self-center when pressed against her seat. Under these conditions the contact., Having only to depend on the inaccuracy of the conicity of the seat and the sphericity of the ball, is always ensured.
The ball can be completely free, the conical seat then being sufficiently deep so that it cannot accidentally come out in the maximum opening position of the valve.
Or one can provide a suspension or a guide with one or two springs flexible enough not to hinder the automatic centering capability of the bill e.
Fig. 1 of the appended drawing shows, by way of example, in longitudinal section, a valve according to the invention, mounted in a two-stage pressure reducer of known type, of which only the part necessary for understanding the invention is shown. .
Figs. 2, 3 and 4 also represent variants of the soup.
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Figs. 5, 6 and 7 are respectively cross sections taken along lines V-V, VI-VI and VII-VII of fig.3.
In fig. l, 1 designates the high pressure chamber of the regulator. Into this chamber opens the high pressure gas inlet duct 2 (from 200 to 350 Kgs / cm2), the opening of which is controlled by the ball shutter 3 applied to its seat by the pusher 4 controlled by the bent lever 5 suspended from the fixed pivot 6. The shank 7 of the bent lever 5 is engaged in a bracket 8 carried by the flexible member 9 which forms one of the walls of the chamber 1.
The membrane 9 is supported, by a plate 10, on a powerful spring 11, the tension of which is adjusted by the screw 12 so that, as soon as the pressure in the chamber 1 has reached the desired value, the movement of the membrane 9 transmitted by the lever 5 pushes the pusher 4 against the ball and the latter against its seat, while when the pressure drops in the chamber l, the ball leaves its seat under the action of the pressure in the duct 2.
For ease of assembly, it is customary to provide the conduit 2 in a plug 13 with double thread which on the one hand is screwed into a part 14 in turn screwed into the body 15 of the regulator, while on the other hand, it carries a threaded sleeve 16 which serves as a guide for the pusher 4, and laterally presents the gas outlet openings 17 from the valve to the chamber 1. one notes the multiplicity of machining axes required by this construction: tapping axis 19, thread axis of the part 14, axes of the bore and each of the threads of the plug 13, axes of the bore and of the tapping of the sleeve 16, to these axes is added again, in the usual construction , the machining axis of the pusher in the form of a gate holder.
It is understandable that the exact centering of all these parts is difficult to achieve in all circumstances and becomes practically impossible after disassembly.
According to the invention, the ball 3 is free and its seat 20, formed in the stopper 13, has the shape of a cone deep enough for it to be always engaged therein, even when it occupies its position 'maximum opening. . The pusher 4, instead of fitting the ball, pre- @
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feels a thrust face which may be substantially flat or have any shape which may not impede the freedom of movement of the ball in its seat. It follows that when the ball is pushed back into its seat, it will always center itself and ensure tightness, the imperfections in the centering of the other parts no longer having an influence on the correction of the centering of the ball. .
Consequently, the assembly of the parts after dismantling no longer presents any difficulty from the point of view of obtaining leaktightness.
In the variant shown in FIG. 2, the ball 3, instead of being completely free, is suspended between two springs, one of which 21 bears on a shoulder 22 inside the seat 20, while the other spring 23 bears against a shoulder 24 formed in a sleeve 25 fixed opposite the seat 20 by a nut 2 6 screwed onto the stopper 13. The sleeve 25 serves as a mistletoe for the pushbutton 4 which is provided with longitudinal grooves 18 for the passage of gas towards the chamber 1. The springs 21, 23 being very flexible, leave the ball 3 the freedom of movement necessary to ensure its automatic centering.
Instead of two springs, one can use only one, such as 21, tending to constantly push the ball against the pusher.
In the construction according to figs. 3, 5, 6 and 7, the spring 21 acts on the ball 3 by means of a piston 27 passing through the duct 2 with a sufficient peripheral eu to give free passage to the pressurized gas. Ce.piston is extended by a flared polygonal part 28, in a cavity of which is housed the spring 21 which bears on the part 14.
The piston 27 presses the ball 3 against the pusher 29 of hexagonal shape, whose tail 30 of reduced diameter passes through the perforated bottom 31 of the sleeve 32. The front face of the pusher 29 can be provided with a collar 33 which helps guide the ball 3 while allowing it its freedom of centering in the conical seat 20.
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The axial movement pusher such as 4 or 25 can be omitted as in the variant according to fig. 4, where the multiplier lever 5 serves as a pusher and acts directly on the ball 3 which, on the other hand, is pressed against it by gas pressure and guided by the spring piston 27, the end of which is advantageously concave.
The face of the lever 5 in contact with the ball may, for its part, be provided with guide projections 34 or with a collar such as that shown at 33 in FIG. 3.
Other modifications of form or construction can naturally be envisaged. It is also obvious that 1.'invention is not limited to the exact shape and arrangement of the pressure reducer shown and that it is applicable to ball valves of all devices of the same type comprising several parts whose axes must coincide.
CLAIMS.
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1.- High pressure valve for compressed gas regulator, comprising a ball shutter pressed against its seat by a plunger or other equivalent member, and characterized in that the ball serving as shutter is placed freely between the pusher and a conical seat so that it has the ability to automatically center itself in the seat when it is pressed against the latter.