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SOUPAPE des La présente invention est relative à une soupape à herméticité par des arêtes.
Dans l'industrie, en particulier dans l'industrie chimique, on utilise de plus en plus des pressions de plusieurs dentaines jusqu'à plus de mille atmosphères. Jusqu'ici les soupapes de fermeture et de sûreté, pour ces appareils et conduites à très fortes pressions n'ont pas répondu aux con- ditions posées dans le cas des pressions élevées de plusieurs centaines jus- qu'à plus de mille atmosphères. Bien que, par une étanchéité par arêtes, on puisse obtenir une bonne fermeture, des soupapes connues sont devenues non hermétiques après avoir été ouvertes plusieurs fois et souvent même une seu- le fois, par% que l'arête ou le siège de la soupape était endommagé ou ne s' adaptait plus exactement.
Ainsi, par exemple, des soupapes de sûreté à étan- chéité par arêtes pour pressions élevées sont bien étanches jusqu'à la pres- sion d'écoulement réglée mais si elles doivent cracher ne serait-ce qu'une seule fois, par suite d'un dépassement de cette pression, elles ne sont plus hermétiques. C'est pourquoi dans¯les réactions à pression très élevée, il faut tellement avoir soin que la pression ne soit pas dépassée et que les soupapes de sûreté ne viennent pas à s'ouvrir, En effet, la continuation de la réaction est si défavorablement influencée par le fait que la soupape de sûreté n'est plus hermétique et qu'elle crache en permanence, que l'on ne peut plus obtenir la pression de travail nécessaire pour l'opération.
Ces soupapes de sûreté doivent par suite, après qu'elles ont fonctionné une fois, être réusinées afin d'être à nouveau hermétiques lorsque l'appareil est remis en fonctionnement.
La présente invention permet de remédier à cet inconvénient. Elle consiste en ce qu'il est prévu, dans le logement de soupape, une douille de guidage dans laquelle s'adaptent, non seulement le corps de soupape, mais encore un corps comportant le siège de soupape, de façon avantageuse avec siège coulissant, et que, en outre, des moyens sont prévus empêchant une rota- tion du corps de soupape par rapport au deuxième corps.
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On a représenté schématiquement un exemple de réalisation de l'in- vention sur le dessin annexé dans lequel : la figure 1 représente une soupape de sûreté en coupe longitudina- le; les figures 2 à 4 représentent des pièces de la soupape à plus grande échelle.
Le logement 1 de la soupape de sécurité est vissé sur la tubulure 2, vissée elle-même dans un récipient à haute pression ou dans une conduite à haute pression et la conduite d'échappement 3 est fixée sur la tubulure 4 (fig.1). Dans le logement 1, se trouve la douille de guidage 5 dans laquelle s'adaptent exactement, à glissement, le corps de soupape 6 et le corps 8 por- tant le siège de soupape 7. Le corps 8 peut également s'adapter sur un siège car il ne doit pas bouger. Le corps de guidage 5 présente, à la partie infé- rieure, une bride 9, de même que le corps 8 présente une bride 10.,' de sorte que ces deux pièces sont solidement serrées l'une contre l'autre par vissage du logement sur la tubulure 2. Sur le corps 8, se trouve un bourrelet 11 as- surant l'herméticité de corps 8 par rapport à la tubulure 2.
L'extrémité su- périeure du corps 8 comporte une rainure 12 dans laquelle on place ou on cou- le le siège 7 de soupape, lequel coopère avec l'arête ou couteau 13 du corps de soupape 6. A la hauteur du siège 7 de soupape, le corps de guidage 5 pré- sente des ouvertures 14 par lesquelles, lors de l'échappement, le fluide'pas- se dans la conduite d'échappement 3. Afin que le corps de soupape 6 ne puisse pas tourner par rapport au siège 7 lors de l'ouverture et de la fermeture, le corps 8 empêché de tourner par rapport à la douille 5 à l'aide de l'ergot 15, de même que le corps de soupape 6 au moyen de l'ergot 16. Dans le corps de soupape 6, il est prévu une fente 17 dans laquelle l'ergot 16 peut coulisser.
L'herméticité par arête ou couteau tient à ce que l'arête pénètre un peu par pression dans le siège et qu'il en résulte une fermeture parfaite par suite d'une faible déformation de l'une ou l'autre des pièces suivant leur dureté. En ce cas, ce peut être l'arête elle-même qui subit, sous l'action de la force de compression, une pression spécifique dépassant la limite d'élasti- cité, du fait de la faible surface d'application ou, dans le cas d'une arête plus dure et d'un siège mou, l'arête pénètre dans ce dernier. L'arête n'a pas nécessairement besoin d'être aiguë, elle peut également être arrondie.
De même, l'arête peut constituer le siège fixe lorsque, par exemple, le corps de soupape est en forme de bille ou au moins à la forme d'une bille à l'endroit assurant l'herméticité et, en ce cas encore, la bille peut déformer un peu l'arête ou cette dernière peut pénétrer dans la surface de la bille. Si l'a- rête tourne seulement d'un petit angle par rapport à son siège ou se déplace latéralement, les inégalités microscopiques de ces deux pièces ne s'adaptent plus l'une à l'autre et la soupape cesse d'être hermétique. En conséquence, le guidage exact a permis, pour la première fois, de réaliser une soupape qui reste hermétique après chaque ouverture.
Le corps de soupape 6 est chargé, au moyen de la tige de soupape 18 et du plateau 19, fixé sur elle, à sa partie inférieure, par le ressort 20. Le plateau de ressort supérieur 21 est réglable de manière à pouvoir régler la charge exercée par le ressort 20. Ce réglage peut se faire du fait que la douille 22, contre laquelle porte le plateau 21 par l'intermédiaire d'un rou- lement à billes 23, porte extérieurement un filetage et se visse dans le cou- vercle 24 du logement 1. A l'extrémité supérieure, la tête 25 de la douille 22 porte sur une bague d'écartement 26 dont la hauteur détermine en conséquen- ce le réglage du plateau 21, La tête 25, pour permettre le réglage de la douil- le 22, est à six pans ou est faite d'une autre façon, de manière à pouvoir la faire tourner avec une clef.
Il est avantageux que l'herméticité de la soupape soit obtenue avec des matières de duretés différentes. Ainsi par exemple, pour l'arête 13, on peut appliquer de la stellite sur le corps de soupape 6, par exemple par sou- dure d'apport, tandis que le siège de soupape 6 est en une matière plus molle, par exemple en argent, qui est enfoncée sous forme d'une bague dans la rainu- re 12, mais pourrait aussi bien être coulée dans cette rainure. Ainsi, par
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exemple, la dureté Brinell de la matière de l'arête pourrait être au moins six fois celle de la matière du siège ou inversement.
Grâce à la saillie 27 du corps de soupape 6, il est possible de faire l'alésage 28 du corps 1 si long que la transmission dé la force entre la pointe de la tige 18 de soupape et le corps 6 se fasse sur la base de l'a- lésage 28, presque ou complètement dans le plan de l'herméticité du couteau, ce qui empêche le basculement du corps de soupape.
Le diamètre de la garniture hermétique à couteau 13 est sensible- ment plus grand que celui de l'ouverture de soupape ou que la sortie 29 si- tuée dans le corps de soupape 8, et cela d'autant plus que, au moins avec la soupape complètement ouverte, la section de passage annulaire entre le couteau 13 et le siège de soupape 7 est plus grande que la section de l'alésage 29 de la soupape. De ce fait, il se produit., immédiatement après l'ouverture de la soupape, entre le corps 6 et le corps 8, une chute de pression par rapport à la pression qui règne dans l'alésage 29. En conséquence, le corps de soupape 6 est chargé avec une plus faible pression par les gaz qui s'échappent'que lorsque la soupape est fermée.
Par suite, la soupape 6 se ferme très rapide- ment dès que la suppression dans l'alésage 29 ou l'appareil ou la conduite a disparu, même lorsque la pression spécifique qui y règne n'est que de quelques pour cent en dessous de la pression d'échappement.
La force du ressort qui l'emporte au moment de la fermeture est plus grande, du fait de la chute de pression entre l'alésage 29 et la section d'écoulement entre le couteau 13 et le siège 7, même lorsque, dans 1-'alésage 29, la pression n'est tombée que faiblement en-dessous de la pression d'échap- pement et c'est pourquoi la soupape peut se déplacer plus vite et se fermer plus rapidement en empêchant que l'échappement se continue.
Lorsque, par contre, lors de l'échappement, la soupape 6, 8, fonc- tionne sans chute de pression, le corps de soupape 6 est sous la même pression spécifique que celle qui règne dans l'alésage 29 et, jusqu'à ce que la soupa- pe de sûreté se ferme, la pression dans l'appareil ou la conduite tombe à une valeur sensiblement inférieure à la pression d'échappement. Une chute de pres- sion de ce genre, dans l'appareil lui-même, nuit fortement au procédé en cours.
De manière à obtenir même pour de petits soulèvements de la soupa- pe une section d'échappement dans le passage 7,13, qui soit plus grande que la section de sortie de l'alésage 29, la saillie 27 peut avoir extérieurement une forme telle que, dans chaque position du corps de soupape 6, après le premier soulèvement, la section sur la saillie 27 soit plus faible que la sec- tion de sortie sur le couteau en 7, 13.
La soupape selon l'invention présente l'avantage que, après chaque ouverture de la soupape, le couteau s'adapte exactement sur le siège car on évite complètement une rotation de ce couteau par rapport au siège. En outre, on a également l'avantage que, grâce à un bon guidage du corps de soupape 6 et du corps de siège 8 dans la douille de guidage 5, aucun déplacement latéral n'est possible du fait duquel l'assise entre le couteau et le siège de soupa- pe pourrait être dérangée. En particulier, l'application d'une douille de gui- dage présente l'avantage que les pièces peuvent être adaptées les unes aux au- tres très exactement en dehors de la soupape.
Elles peuvent être adaptées par rectification à la meule, avec une grande exactitude, dans la douille de gui- dage et les parties assurant l'herméticité peuvent être ajustées exactement l'une sur l'autre, En outre, on peut également, lorsque l'on change une des pièces, obtenir une adaptation précise de la nouvelle avec celle qui reste.