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" Vanne d'arrêt pour haute pression et vapeur très chaude ?
Le problème de l'obturation de tuyauteries sous haute pression, surtout decanalisations de vapeur très chaude, est extrêmement difficile.
Les constructions de vannes simples, utilisées pour des fins générales, ne suffisent plus pour remplir les exigences plus sévères. La simple vanne d'arrêt s'est perfectionnée entre temps pour donner lieu à des types très compliqués et variés avec lesquels on cherche à satisfaire aux sollicitations mécaniques et thermiques extrêmement élevées lors de l'emploi pour les canalisations à haute pression et à vapeur très chaude.
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Dans les nombreux types qui existent actuellement et qui diffèrent souvent beaucoup en ce qui concerne leur principe de construction, on remarque qu'on cherche encore la solution finale. Une faible partie de ces types correspond, au moins approximativement, aux exigences qu'on impose dans la pratique au point de vue de l'obturation parfaite, de la facilité d'actionnèrent et de la sécurité absolue dans le service, mais ils sont loin de satisfaire aux conditions du développement technique. Ils n'ont pas pu suivre les pressions et températu- res de plus en plus élevées .
La construction des vannes à vapeur s'est partiellement développée dans un sens qui a donné lieu à des constructions de plus en plus compliquées, mais qui a augmenté le nombre des sources possibles de défauts et des dérangements, et a réalisé souvent l'occasion du succès souhaité. L'effort de créer une vanne d'arrêt convenant surtout pour des pressions et températures particulièrement élevées doit tendre à réaliser L'effet souhaité par les moyens techniques les plus simples.
Les exigences tendent d'abord à rendre les surfaces d'obturation à couches lisses ou meulées insénsioles pour les corps ..étrangers durs et inévitables, à enlever en rapant des éléments et des dépôts étrangers s'attachant aux surfaces d'obtu- ration et à produire, dans la position finale de la vanne, avec les moyens les plus simples, une pression de contact tellement élevée qu'on réalise une obturation étanche qui exclut toute possibilité de dérangement.
Parmi les vannes d'arrêt,connues, avec pression forcée des plaques de fermeture contre les anneaux d'obturation du logement, se trouvent aussi des vannes dans lesquelles le mouvement d'écartement des plaques de fermeture dans la position finale de la vanne est réalisé par un levier coudé ou par des organes si-
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milaires parce que des forces obturatrices plus considérables entrent en jeu. Toutefois ces mécanismes d'obturation occupent un espace assez considérable entre les deux plaques de fermeture et augmentent, par conséquent, les dimensions du logement qui les entoure, ce qui est absolument indésirable eu égard aux sollicitations thermiques élevées.
Dans ces vannes, les plaques de'fermeture, pour fermer les vannes, sont conduites d'abord dans l'axe du tube, se trouvent ensuite avec leurs surfaces d'obturation à une certaine distance des surfaces d'obturation de la cage et sont ensuite rapprochées de cellesci verticalement et pressées contre elles. Toutefois, en faisant ceci, les corps étrangers d'une certaine dureté ne sont pas enlevés en rapant, mais écrasés entre les surfaces d'obturation, ce qui amène, dans la plupart des cas, une détérioration des surfaces d'obturation qui ont été lissées par meulage.
Il faut donc viser à réaliser une opération dans laquelle les surfaces d'obturation se touchent déjà avant que les plaques de fermeture aient atteint leur plus basse position; glissent l'une sur l'autre et enlèvent en rapant les corps étran gers ou d'autres impuretés qui se sont déposées sur les surfaces d'obturation, et après cela seulement la pression de contact entre en action.
Par conséquent, l'invention concerne une vanne d'arrêt pour haute pression et vapeur chaude avec des claques de ferme- ture à pression forcée, disposées parallèlement aux surfaces d'obturation et logées de façon à pouvoir tourner librement et comportant un tube-guide pour un passage ininterrompu lorsque la vanne est ouverte, et elle consiste en ce que les pivots des plaques de fermeture sont en connexion, par,des corps d'écartement ou des organes similaires, avec un point d'appui (arbre ininterrompu ou un organe similaire ) de telle manière que
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les plaques de fermetu e, après limitation du mouvement descen- dant du point d'appui(limitation de butée), glissent le long des surfaces à obturer sous une pression de contact croissante.
L'objàt de l'invention décrit ci-après et représenté dans le dessin est une vanne d'arrêt avec des surfaces d'obturation parallèles pour des sollicitations élevées en ce qui concerne la pression et la température . Cette vanne d'arrêt tient compte dans une large mesure, des exigences imposées et laisse agir l'opération d'obturation désirable qui a été décrite ci-dessus. Par rapport aux types connus, ce type de construction nouvelle, décrit ci-après, a des avantages considérables.
La fig. 1 du dessin représente la vanne d'arrêt en élévation ; les fig. 2 et 3 montrent la vanne vue de côté et en plan.
Dans un logement 1 avec les tubulures de fermeture 2 et 2' sont fixés des anneaux d'obturation 3 et 3' en matière plus dure. Un corps 4, solidement vissé à la tige de vanne 5, embrasse deux plaques de fermeture 6 et 6' qui sont tenues à tourner librement dans des cavités correspondantes 7 et 7' du corps 4. Ces plaques de fermeture 6 et 6' constituent des corps rotatifs symétriques, sont usinées de tous les côtés et peuvent tournerlibrement, ce qui est important pour une obturation parfaite. Ce façonnage et cet usinage seulement, protègent ces plaques de fermeture contre le danger que les surfaces d'obturation se déforment dans la vapeur chaude et deviennent, de ce fait, inégales.
Un arbre 8, dont la longueur s'étend sur tout le diamètre intérieur du logement 1 et, suivant la figure 2, dépasse le corps 4 avec les' deux extrémités 9 et 9', s'appuie dans sa plus basse position avec les deux extrémités 9 et 9' sur deux nervures de butée 10 et 10' du logement. Les plaques de fermeture
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6 et 6' portent chacune dans son milieu une bille 11 et 11'.
Deux corps d'écartement 12 et 12t embrassent d'un côté l'arbre 8 et s'appuient de l'autre côté sur les billes 11 et 11' au milieu des plaques de fermeture 6 et 61.
Pour fermer la vanne, on fait descendre la tige 5 avec le corps 4 jusqu'à ce que l'arbre 8 vienne se poser par ses extrémités 9 et 9' sur les nervures de butée 10 et 10' du logement 1, de sorte que l'arbre 8 a atteint sa position la plus basse. Lorsqu'on continue à faire descendre la tige 5 et le corps 4 avec les deux plaques de fermeture 6 et 6', les corps d'écartement 12 et 12', qui s'appuient sur l'arbre 8 maintenant solidement fixé écartent les deux plaques de fermeture 6 et 6' et les pressent contre les anneaux d'obturation 3 et 3'.
La pression de contact Pa qu'ils exercent alors, est assez consi- dérable et correspond, suivant la figure 6, à la valeur Pa=cotg Ps, Ps désignant alors la force d'obturation dirigée vers le bas et produite par la tige et l'angle entre le plan longitudinal du corps d'écartement et l'horizontale.
Lors de l'ouverture de la vanne, donc lors du mouve- ment ascendant de la tige 5 avec le corps 4, la pression sur les deux plaques de fermeture 6 et 6' est d'abord supprimée et celles. ci sont tirées vers le haut.' Par suite de cela, les plaques de fermeture 6 et 6' et les deux corps d'écartement 12 et 12' sont dégages, et les deux plaques de fermeture peuvent s'approcher et glisser sans frottement sur les anneaux d'obturation 3 et 3t!.
Ce n'est qu'après décharge complète des deux plaques de ferme- ture 6 et 6' que l'arbre 8 est entraîné également par le corps 4 qui se meut vers le haut, et prend alors part au mouvement ascendant.
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Au-dessous du corps 4 est prévu un pont tubulaire 13 dont l'axe longitudinal, quand la vanne est ouverte, se trouve exactement dans l'axe du tube et forme ainsi un pont sur l'interruption de la paroi lisse du tube.
Les deux nervures de butée 10 et 10', sur lesquelles l'arbre 8 vient s'appuyer avec les deux extrémités 9 et 9t dans la position la plus basse, peuvent, suivant la figure 4, être prévues réglables en hauteur, d'une part pour équilibrer des inexactitudes de fabrication, d'autre part pour réaliser, lors de travaux complémentaires aux anneaux d'obturation 3 et 3t du logement 1 ou aux surfaces d'obturation des plaques de fermeture 6 et 6' ou aux corps d'écartement 12 et 12*,chaque fois la position d'angle exacte des deux corps d'écarté lent 12 et 12( dans la position finale par rapport à l'horizontale et par là l'effet d'écartement désiré.
Dans ce but, des boulons 14 sont visss par en haut dans des parties alésées correspondantes des nervures 10 et 10' du logement, et sont déplaçables en hauteur et maintenus par des contre-écrous 15.
La figure 5 montre une exécution facultative des nervures de butée réglables pour l'arbre 8, dans laquelle des @ boulons.filetés 16 sont vissés de l'extérieur dans le logement avec une tige retournée excentriquement et qui permettent un réglage dans la limitation et dans la hauteur désirées.
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"Stop valve for high pressure and very hot steam?
The problem of plugging high pressure pipes, especially very hot steam pipes, is extremely difficult.
Simple valve constructions, used for general purposes, are no longer sufficient to meet more severe requirements. The simple shut-off valve has been perfected in the meantime to give rise to very complicated and varied types with which it is sought to satisfy the extremely high mechanical and thermal stresses when used for high pressure and very steam pipelines. hot.
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In the many types that currently exist and which often differ greatly in their construction principle, we notice that we are still looking for the final solution. A small number of these types correspond, at least approximately, to the requirements which are imposed in practice from the point of view of perfect obturation, ease of actuation and absolute safety in service, but they are far to meet the conditions of technical development. They were unable to keep up with the increasing pressures and temperatures.
The construction of steam valves has partially developed in a direction which has given rise to more and more complicated constructions, but which has increased the number of possible sources of faults and disturbances, and has often realized the occasion of desired success. The effort to create a shut-off valve suitable above all for particularly high pressures and temperatures must tend to achieve the desired effect by the simplest technical means.
The requirements tend first to make the smooth or ground coated sealing surfaces insensitive to hard and unavoidable foreign bodies, to remove by grinding foreign elements and deposits attached to the sealing surfaces and to produce, in the final position of the valve, with the simplest means, a contact pressure so high that a tight seal is produced which excludes any possibility of disturbance.
Among the known shut-off valves, with forced pressure of the closure plates against the closure rings of the housing, there are also valves in which the movement of the spacing of the closure plates in the final position of the valve is carried out. by an angled lever or by means
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milaires because larger shutter forces come into play. However, these shutter mechanisms occupy a fairly considerable space between the two closure plates and therefore increase the dimensions of the housing surrounding them, which is absolutely undesirable in view of to high thermal stresses.
In these valves, the closure plates, for closing the valves, are conducted first in the axis of the tube, are then with their sealing surfaces at a certain distance from the sealing surfaces of the cage and are then brought together vertically and pressed against them. However, in doing this, foreign bodies of a certain hardness are not removed by grinding, but crushed between the sealing surfaces, which in most cases results in deterioration of the sealing surfaces which have been removed. smoothed by grinding.
It is therefore necessary to aim to achieve an operation in which the closure surfaces already touch each other before the closure plates have reached their lowest position; slide over each other and remove by grinding foreign bodies or other impurities which have settled on the sealing surfaces, and after that only the contact pressure is activated.
Therefore, the invention relates to a shut-off valve for high pressure and hot steam with forced-pressure shut-offs, arranged parallel to the shut-off surfaces and housed so as to be able to rotate and comprising a guide tube. for an uninterrupted passage when the valve is open, and it consists in that the pivots of the closing plates are in connection, by, spacer bodies or similar members, with a fulcrum (uninterrupted shaft or a member similar) so that
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the closing plates, after limiting the downward movement of the fulcrum (limit stop), slide along the surfaces to be closed under increasing contact pressure.
The object of the invention described below and shown in the drawing is a shut-off valve with parallel sealing surfaces for high demands with regard to pressure and temperature. This shut-off valve takes into account to a large extent the requirements imposed and allows the desirable shut-off operation which has been described above to act. Compared to known types, this type of new construction, described below, has considerable advantages.
Fig. 1 of the drawing shows the stop valve in elevation; figs. 2 and 3 show the valve seen from the side and in plan.
In a housing 1 with the closing tubes 2 and 2 'are fixed sealing rings 3 and 3' of harder material. A body 4, securely screwed to the valve stem 5, embraces two closing plates 6 and 6 'which are held to rotate freely in corresponding cavities 7 and 7' of the body 4. These closing plates 6 and 6 'constitute symmetrical rotating bodies, are machined from all sides and can rotate freely, which is important for a perfect seal. This shaping and machining alone protects these closure plates from the danger of the closure surfaces deforming in the hot steam and thereby becoming uneven.
A shaft 8, the length of which extends over the entire internal diameter of the housing 1 and, according to figure 2, protrudes from the body 4 with the 'two ends 9 and 9', rests in its lowest position with the two ends 9 and 9 'on two stop ribs 10 and 10' of the housing. Closure plates
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6 and 6 'each carry a ball 11 and 11' in its middle.
Two spacer bodies 12 and 12t embrace the shaft 8 on one side and rest on the other side on the balls 11 and 11 'in the middle of the closure plates 6 and 61.
To close the valve, the rod 5 is lowered with the body 4 until the shaft 8 comes to rest by its ends 9 and 9 'on the stop ribs 10 and 10' of the housing 1, so that shaft 8 has reached its lowest position. When we continue to lower the rod 5 and the body 4 with the two closing plates 6 and 6 ', the spacer bodies 12 and 12', which rest on the now firmly fixed shaft 8, move the two apart. closure plates 6 and 6 'and press them against the closure rings 3 and 3'.
The contact pressure Pa which they then exert is quite considerable and corresponds, according to figure 6, to the value Pa = cotg Ps, Ps then designating the closing force directed downwards and produced by the rod and the angle between the longitudinal plane of the spacer body and the horizontal.
When the valve is opened, therefore during the upward movement of the rod 5 with the body 4, the pressure on the two closing plates 6 and 6 'is first removed and those. these are pulled up. ' As a result, the closing plates 6 and 6 'and the two spacer bodies 12 and 12' are released, and the two closing plates can approach and slide without friction on the sealing rings 3 and 3t !.
It is only after complete discharge of the two closing plates 6 and 6 'that the shaft 8 is also driven by the body 4 which moves upwards, and then takes part in the upward movement.
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A tubular bridge 13 is provided below the body 4, the longitudinal axis of which, when the valve is open, is exactly in the axis of the tube and thus forms a bridge over the interruption of the smooth wall of the tube.
The two stop ribs 10 and 10 ', on which the shaft 8 comes to rest with the two ends 9 and 9t in the lowest position, can, according to Figure 4, be provided adjustable in height, from a on the one hand to balance manufacturing inaccuracies, on the other hand to carry out, during additional work on the sealing rings 3 and 3t of the housing 1 or on the sealing surfaces of the closure plates 6 and 6 'or on the spacer bodies 12 and 12 *, each time the exact angular position of the two slow spreader bodies 12 and 12 (in the final position relative to the horizontal and thereby the desired separation effect.
For this purpose, bolts 14 are screwed from above into corresponding bored parts of the ribs 10 and 10 'of the housing, and are movable in height and held by locknuts 15.
Figure 5 shows an optional execution of the adjustable thrust ribs for the shaft 8, in which thread bolts 16 are screwed from the outside into the housing with a rod eccentrically turned over and which allow adjustment in limitation and in the desired height.
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