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Perfectionnements aux soupapes à aiguille .
Cette invention se rapporte aux soupapes à aiguille. et plus spécialement à celles qui sont employées dans les appa- reils à liquéfier les gaz, et elle a pour but de remédier à un inconvénient inhérent à ces soupapes telles qu'elles étaient employées jusqu'ici dans certaines conditions.
Dans les appareils de ce type utilisés par. exemple pour la liquéfaction de l'oxygène ou de l'air,des'perturbations résultent de la tendance qu'a la glace de se déposer autour de la soupape à aiguille et d'en gêner le fonctionnement.. Dans le présent mode de construction perfectionné, cette tendance est évitée et la soupape est maintenue dans les conditions voulues pour s'appliquer librement sur son siège ou s'en dégager.
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Suivant cette invention, la forme de construction et la disposition perfectionnées comportent en combinaison une soupape à aiguille à l'une des extrémités d'une tige, une chambre pourvue de passages d'entrée et de sortie de fluide et un siège pour la soupape dans l'orifice de l'un de ces passages, une enveloppe tubulaire entourant la tige de soupape et s'é- tendant de la chambre où la soupape est située jusqu'à une pièce fixe dans laquelle est ménagé un siège coninue, un organe conique s'engageant dans ce siège où il est susceptible de tourner et relié à l'extrémité de la tige de soupape opposée à la soupape, un palier de butée conjugué avec l'organe conique et une roue hélicoïdale montée sur cet organe, un dispositif pour transmettre,d'une manière continue ou autrement;
, par l'intermédiaire de cette roue hélicoïdal?,un mouvement de ro- tation à la tige de soupape autour de l'axe de la soupape, et un ressort réglable agissant sur la tige de soupape et tendant à maintenir la soupape sur son siège. L'extrémité de la tige la plus éloignée de la soupape est reliée à. l'organe conique qui porte la roue hélicoïdale par l'intermédiaire de deux dispositifs à soufflet permettant le déplacement de la tige et de la soupape dans la direction de son axe et consti- tuant une fermeture étanche au gaz autour de l'extrémité de la tige à laquelle est fixée une extrémité de chaque soufflet.
Les autres extrémités de ces soufflets sont relises respecti- vement aux extrémités opnosées d'une enveloppe tubulaire qui est montée à son tour,à l'une de ses extrémités, sur l'organe rotatif conique, un ressort à boudin étant disposé entre l'ex- trémité de la tige de soupape et un organe ajustable dans l'en- veloppe tubulaire. Un mouvement de rotat'ion peut être transmis à la tige par exemple au moyen d'un arbre à vis sans fin action- né par un moteur électrique et entrant en prise avec la roue
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hélicoïdale portée par l'organe conique qui est relié à la tige de soupape.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, en coupe verticale longitudinale,une forme de construction de la soupape perfectionnée aménagée pour être employée plus spéciale- ment dans un appareil pour la liquéfaction de l'oxygène.
Le gaz en question passe à travers une chambre A où il pénètre en A1 et dont il s'échappe en A2. Une soupape à aiguille B a son siège dans l'orifice A3 à l'extrémité du tuyau Al par lequel le gaz arrive dans la chambre A. La tige C, à l'extrémité de laquelle est montée la soupape B, sort de . la.
chambre A par une ouverture A4 de la paroi de la chambre située du,côté opposé à l'orifice et au siègede soupape A3..-.' La ti.ge de soupape C s'élève par exemple à une hauteur conve- nable au-dessus de la chambre et est entourée sur une partie notable de sa longueur d'un tube D qui forme une enveloppe étanche aux gaz autour de la tige de la soupape et'entre la face supérieure de la chambre A et un organe cylindrique E fileté extérieurement et passant à travers un trou ménagé dans une plaque fixe F ou: autre pièce analogue sur laquelle' le dispositif à soupape doit être monté.
L'organe E est fixé dans la position verticale désirée à l'intérieur de la plaque ' de support F par deux colliers F1 et F2.qui sont taraudés intérieurement pour entrèren prise avec l'extérieur de l'or- gane E et sont placés de part et d'autre de la plaque F de manière à permettre de fixer cet organe E rigidement à celle-ci.
Les colliers sont bloqués par une vis d'arrêt F3 qui empêche tout desserrage.
Une pièce creuse G, de préférence en bronze, est' montée à l'extrémité supérieure de l'organe E avec intercala-
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tion d'une bague ou rondelle d'étanchéité E1 et présente inté- rieurement une surface conique Gl qui constitue un siège pour recevoir l'extrémité conique H d'une pièce partout ailleurs cylindrique H1,exécutée par exemple en acier et susceptible de tourner dans le siège G1. La pièce H, ?il présente un collet externe H2 à l'endroit où commence la. conicité de son extrémité.
Un palier de butée J est intercalé entre le collet H2 et un chapeau G2 monté d'une manière ajustable sur la pièce formant siège G. Sur la partie cylindrique H1 est montée une roue héli- coïdale K qui est en prise avec une vis sans fin K1 établie sur un arbre K2 convenablement disposé et actionné par exemple par un moteur électrique Cette disposition assure une fermeture étanche aux gaz entre la plaque fixe ou autre pièce F et l'or- gane rotatif H, H1.
La pièce H Hl est creuse d'un bout à l'autre et la tige de soupape C s'y étend de part en part de telle sorte qu'on peut faire tourner la pièce H Hl librement quel que soit le déplace- ment longitudinal qui peut être transmis à la tics de soupape pour régler la position de la soupape B par rapport àson siège A3 et lorsqu'elle est soulevée au-dessus deson siège. Un écrou à bride H3 est vissé à l'extrémité supérieure de la partie H1 et l'extrémité inférieure d'une enveloppe tubulaire L est reliée à la bride H3 par une bride Ll ménagée à l'extrémité de cette enveloppe. L'extrémité supérieure de 1'enveloppe tubulaire L est filetée extérieurement en L2 et porte un écrou L3.
A cette ex- trémité sont ménagées deux rainures longitudinales L4 disposées en regard l'une de l'autre. L'extrémité supérieure du tube L est fermée par une plaoue ou un bouchon M qui est fixé en place et d'où une saillie Ml s'étend de haut en bas dans le tube L. A l'extrémité.supérieure de la tige de soupape C se trouve un
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collier Cl pourvu de trous C2 qui le traversent de part en part et ce collier peut se déplacer librement à l'intérieur de l'enveloppe L. Un soufflet tubulaire N entoure la partie d'extrémité de la tige de soupape C et est relié par une ex- trémité au collier Cl et par l'autre à l'écrou H3.
Un soufflet semblable 0 est établi entre la face supérieure du collier Cl. et un collet M2 ménagé autour de l'extrémité interne de la saillie Ml' et les extrémités opposées de ce soufflet sont reliées respectivement à ces parties. Ces soufflets N et 0 servent a.insi à relier la tige de soupape C à l'organe rotatif H H1 et constituent aussi un dispositif d'étanchéité' empêchant toute communication de la chambre à gaz'avec l'air.
Un res-' sort à boudin P entoure le soufflet supérieur 0 et.'porte à une extrémité contre le collier Cl et'à l'autreextrémité., ou extrémité supérieure, contre une bague Q située autour de la saillie Ml du bouchon et pourvue d'oreilles ou de doigts Ql 'qui sont disposés en des points diamétralement opposés et s'étendent respectivement à travers les rainures ,L4 de l'enve- loppe tubulaire L pour s'appliquer sur'la face/inférieure de l'écrou L3. En faisant tourner l'écrou L3 sur l'enveloppe L, on peut modifier l'effort exercé par le ressort P sur la 'tige de soupape C et la soupape B.
Les dispositifs à soufflets N et 0 sont de type connu et bien qu'ils soient susceptibles de céder dans la direction axiale de manière à permettre un dé- placement longitudinal de la tige de soupape C, ces soufflets peuvent transmettre un couple, et servent à assurer, comme il a. été dit, une fermeture étanche au gaz,autour-de l'extrémité supérieure de la tige de soupape. Le ressort P tend.à mainte- . nir la soupape B sur son siège.
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La disposition ci-dessus décrite pièce la soupape à aiguille B dans des conditions qui lui permettent d'être toujours en mesure d'être soulevée de son siège par la pression du fluide s'exerçant à l'encontre de l'action du ressort, ré- glable P, tandis que la rotation transmise à la soupape main- tient le siège A3 de celle-ci libre de glace ou de toute autre matière susceptible d'empêcher une application convenable de la soupa.pe sur son siège, peu importe .que- la' soupape se trouve sur celle-ci ou en soit soulevée. Dans certains cas, s'il n'est pas nécessaire de faire tourner la soupape B d'une façon continue, on peut lui communiquer un mouvement de rotation d'une manière intermittente seulement.
Le mouvement transmis à la soupape au- tour de son axe peut être oscillatoire et non pas nécessaire ent se faire continuellement dans un même sens.
REVENDICATIONS.
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