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PERFECTIONNEMENTS AUX SOUPAPES.
La présente invention est relative aux soupapes du genre comprenant des éléments creux cylindriques à lumières, montés concentriquement l'un dans l'autre et capables de tourner l'un par rapport à l'autre pour faire varier l'ouverture de la lumière. L'invention comprend des soupapes dans lesquelles ces éléments à lumières-peuvent également être déplacés axialement comme montré par exemple dans les spécifications de brevet anglaises Nos 303,238 et 458.378.
L'invention est destinée plus particulièrement aux soupapes contrô- lant le débit de fluide sous pression relativement élevée, par exemple telles qu'utilisées dans l'alimentation d'eau aux générateurs de. vapeur à haute pres- sion, quoiqu'elle puisse être appliquée à des soupapes destinées à d'autres usages.
Des soupapes du genre décrit contrôlant des fluides à haute pression, comme par exemple des pressions de chaudière de 900 lbs. par pouce carré (env.
60 Kgs/cm2), et plus, avec une chute de pression relativement grande dans la soupape, pouvant être de 300 lbs. par pouce carré (env. 20 K , cm2) et plus, sont soumises à une usure considérable à cause de la haute vitesse du fluide dans les lumières et cela peut avoir comme résultat des fuites. L'objet-,de la présente invention est de prévoir une soupape perfectionnée dans laquelle l'usure et les fuites résultantes sont réduites dans une grande mesure. Un autre objet de l'invention est de prévoir une construction simple et appropriée de valve dans le but ci-dessus.
L'invention consiste en une soupape du genre décrit comprenant des éléments associés interne et externe à lumières et un élément intermédiaire à lumières, ayant la ou les ouvertures de lumière de l'élément interne ou ex- terne, à travers lesquels le fluide pénètre, formées de manière à envelopper ou recouvrir la ou les ouvertures de l'élément intermédiaire.
L'invention consiste également en une soupape suivant l'alinéa pré- cédent,dans laquelle la ou les lumières de l'élément externe ou interne à tra- vers lesquelles le fluide pénètre dans la valve sont d'étendue circonférentiel- le plus petite que la ou les lumières correspondantes de l'élément intermédiai-
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re, de sorte que le bord ou face co-agissant de celui-ci est protégé dans une certaine mesure de l'écoulement fluide.
La rotation relative entre les éléments interne ou externe et l'é- lément intermédiaire peut se faire de toute manière appropriée., et suivant un arrangement préféré, l'élément intermédiaire est fixe et les éléments interne et externe peuvent tourner ensemble par rapport à cet élément intermédiaire.
Les éléments interne et externe et l'élément intermédiaire peuvent également être capables de recevoir un déplacement axial relatif lequel pour- ra être effectué soit à la main soit automatiquement d'après un différentiel de pression. Les deux modes de réglage peuvent également être prévus.. si on le désire. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, lorsqu'on prévoit un déplacement axial relatif des éléments à lumières, les lumières des éléments externe ou interne ont une forme en V ou inclinée, et les lumières de l'élément intermédiaire sont rectangulaires ou présentent des côtés paral- lèles.
La soupape peut être disposée de manière que le fluide pénètre soit par l'élément externe soit par l'élément interne à lumières, le premier arran- gement étant le préférée Egalement, il est préférable de former les extrémi- tés de la lumière en direction axiale des éléments de manière inclinée par rap- port à leur axe commun afin de réduire la résistance à l'écoulement du fluide à travers la soupape
Les lumières ont de préférence une forme allongée disposée avec leurs grands axes parallèles à l'axe de rotation des éléments cylindriques de la sou- pape.
Un mode de réalisation de l'invention dans la pratique sera décrite à titre d'exemple, en se reportant aux dessins ci-joints, dans lesquels Fig.1 est une élévation sectionnelle, en partie interrompue, d'une soupape de contrôle de fluides à haute pression, par exemple de l'eau pour chau- dières, construite et disposée suivant l'invention.
Fig. 2 est une vue de détail montrant les éléments de soupape en cou- pe faite le long de la ligne X-X.
Figs. 3, 4, 5 et 6 sont des vues développées de parties des éléments de soupape montrant les positions relatives des lumières pour diverses ouver- tures de la soupape.
En réalisant l'invention dans la pratique suivant un mode approprié tel qu'appliqué à titre d'exemple à une soupape pour le contrôle de l'alimen- tation d'une chaudière comme illustré dans les figs. 1 et 2, une enveloppe 1 est prévue ayant une connexion d'admission 2 à rebord et une connexion de sor- tie 3 présentant d'une manière analogue un rebord disposée à angles droits par rapport à la connexion 2. Une buselure fixe 4 à lumières est fixée par une connexion filetée 5 à son extrémité externe dans l'enveloppe 1 de telle sorte que la buselure est axialement alignée avec la connexion de sortie 3.
Cette buselure 4 constitue l'élément intermédiaire de la soupape et est formée avec un certain nombre de lumières 6 uniformément espacées., qui ont une forme rec- tangulaire allongée et ont leurs grands axes parallèles à 1?axe du manchon.
Monte de manière à glisser à l'intérieur de la buselure et concentriquement avec celle-ci se trouve un élément interne à lumières 7 de forme cylindrique creuse, ferme à son extrémité supérieure et ouvert à son extrémité inférieure qui est adjacente à l'extrémité externe de la buselure 4. L'élément interne- 7 est formé avec des lumières 8 disposées longitudinalement et qui correspon- dent en position avec les lumières fixes 6 mais ont une forme en V ou incli- née ayant leurs extrémités plus larges s'avançant dans le bord inférieur de l'élément. Les lumières 8 en V ont une forme telle que leur largeur minimum est moindre que la largeur des lumières fixes 6, et leur largeur minimum peut être égale à, ou plus grande que celle mentionnée ci-dessus.
Monté de manière à glisser à l'extérieur du manchon fixe 4 et concentriquement avec celui-ci se trouve un élément externe d'enveloppe 9 à lumières, ayant une forme cylin- drique, fermé à son extrémité supérieure et ouvert à son extrémité inférieure
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qui s'étend au-dessus des lumières rectangulaires 6.
L'élément interne d'en- veloppe 9 est formé avec des lumières 10 en forme de V ou inclinées qui boni disposées et ont une forme similaire à celle des lumières de l'élément interne 7. L'extrémité fermée 11 de l'élément d'enveloppe 9 enferme l'extrémité fer- mée supérieure de la buselure à lumière 4 et un axe 12 relie l'élément 9 avec l'extrémité fermée 13 de l'élément interne au moyen de connexions filetées 14 et 15 La position longitudinale relative des éléments 9 et 7 est telle que, dans n'importe quelle section droite, la largeur.des lumières externes 10 est moindre que la largeur des lumières externes 8.
Egalement les bords à l'extré- mité ou aux extrémités des diverses lumières sont inclinés,, comme indiqué en 16, par rapport à l'axe des éléments concentriques de soupape afin de facili- ter l'écoulement du fluide.
L'axe 12 s'étend à travers une boite à bourrage appropriée ou dis- positif d'étanchéité dans l'enveloppe de la soupape et peut être partiellement tourné au moyen d'un levier 17 fixé à l'extrémité supérieure, et de cette ma- nière les lumières des éléments interne et externe de la soupape découvrent plus ou moins les lumières de la buselure ou les ferment entièrement d'après la position du levier.
Une variation de l'ouverture de la soupape peut également être ef- fectuée en déplaçant l'axe 12 axialement de manière à amener plus ou moins de la partie plus large des lumières en forme de V ou inclinées en rapport avec les lumières rectangulaires de la buselure. Dans ce but, l'extrémité supérieu- re de l'axe est fixée à l'intérieur d'une enveloppe filetée 18 ayant un volant 19 solidaire de cette enveloppe. Un ressort 20 est maintenu entre une paire de paliers de butée 21 qui s'appuient respectivement sur un collier 22 sur l'en- veloppe et sur un écrou 23 sur l'axe. L'enveloppe 18 est filetée dans une piè- ce 24 fixée à l'enveloppe de soupape, et en vissant l'enveloppe ou en la dévis- sante on peut faire varier l'ouverture de soupape.
Egalement la pression du fluide à l'entrée de la soupape agit sur l'extrémité supérieure de l'élément d'enveloppe 9 et lorsque cette pression dépasse une valeur déterminée l'axe sera déplacé vers l'intérieur contre l'action du ressort 20 et l'ouverture de soupape sera réduite. L'on comprendra que ces arrangements pour faire varier la position axiale des éléments mobiles de soupape peuvent être supprimés si on le désire, ou bien on pourra utiliser d'autres arrangements dans le même but.
L'arrangement est tel que lorsque les lumières respectives de sou- pape sont en position entièrement ouverte comme illustré par exemple dans la fig. 2, pour toute relation axiale des éléments de soupape,, les bords des lu- mières de l'élément externe ou d'enveloppe 9 recouvrent les lumières fixes des deux côtés, à cause de la largeur moindre des premières, et de cette manière les bords co-agissants des lumières dans le manchon 4 et l'élément interne 7, et les surfaces cylindriques montées adjacent aux dits bords, sont protégées d'une mesure plus ou m'oins grande de l'écoulement de fluide qui passe à travers la soupape.
Cet 'effet protecteur est maximum quand les lumières sont en posi- tion ouverte entièrement comme montré dans la figo 2 et est réduit quand on fait tourner-la soupape en position partialement fermée. Puisque dans les con- ditions opératoires plus ou moins usuelles, la soupape sera soit complètement ouverte soit fermée pour la plus grande partie de la durée du fonctionnement., l'effet protecteur obtenu est suffisant pour réduire matériellement la tendan- ce à l'usure et à la formation de piqûres des bords co-agissants de la lumière et leurs surfaces adjacentes.
Dans la fig. 3 la relation entre les diverses lumières est montrée quand la position angtilaire de l'axe de soupape est telle qu'elle donne l'ouverture la plus grande possible et le volant est vissé pour réduire la surface de la lumière en direction axiale, cette position des élé- ments de soupape étant indiquée en traits interrompus dans la fige 1. Fig. 4 montre les positions relatives avec la soupape fermée, fig. 5 montre les posi- tions relatives pour une pleine ouverture avec le volant dévissé.. Fige 6 mon- tre la position complètement fermée avec le volant dévissée
Dans l'exemple décrit ci-dessus la soupape est disposée de manière que le fluide s'écoule radialement vers l'intérieur à travers les lumières de soupape et quitte axialement depuis l'intérieur de l'élément interne de soupa- pe.
Dans un arrangement où l'écoulement se produit dans la direction opposée,
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les lumières de l'élément interne de la soupape aurait une largeur réduite pour donner l'effet de protection, tandis que les lumières dans l'élément externe de soupape auraient une largeur relativement plus grande, correspondant à la largeur des lumières fixes de la buselure. Il est bien entendu que l'effet dé protection suivant l'invention pourra être obtenu avec des lumières d'au- tres formes pourvu que les bords de la lumière de l'élément à travers lequel le fluide s'écoule d'abord, soient en relation appropriée avec les bords des lumières suivantes.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit,puisque des détails de construction peuvent être variés suivant les circonstances.