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PERFECTIONNEMENTS AUX SOUPAPES DE DISTRIBUTION HYDRAULIQUES.
Cette invention a trait à des soupapes de distribution hydrauli- ques et, en particulier, à des coupapes commandées par admission préalable ou à des soupapes de distribution commandées électriquement, le mouvement de la tige de la soupape est produit par pression de fluide ou au moyen d'un solénoïde ou d'un élément de poussée. Si une soupape de distribution pré- sente un orifice de pression en communication avec un cylindre hydraulique contenant un grand volume de liquide comprimé ou soumis à toute autre con- dition par laquelle l'énergie emmagasinée dans le liquide soit considérable et si la tige de la soupape de distribution est déplacée rapidement, de telle façon que l'orifice de pression soit brusquement placé en communica- tion libre avec l'échappement, ceci provoquera une pression violente dans le conduit d'échappement.
La soupape de distribution faisant l'objet de la présente inven- tion est du type dans lequel une pression violente dans le conduit d'échap- pement est empêchée par des moyens qui empêchent la tige de la soupape de se déplacer pleinement pour ouvrir un cylindre hydraulique à l'échappement, jusqu'à.ce que la pression dans le conduit soit descendue à un niveau de sé- curité. Ceci définit le terme "du type spécifié" employé ci-après.
L'objet de la présente invention est de prévoir une soupape de distribution perfectionnée, du type précité, dans laquelle les moyens 'de retenue agissent automatiquement et uniquement lorsqu'une pression exces- sive existe dans le conduit d'échappement.
D'une manière générale, la présente invention porte sur une sou- pape de distribution hydraulique du type spécifié ci-dessus, dans laquelle, pour empêcher toute pression excessive dans le conduit d'échappement, du liquide est retenu derrière la tige.de-la soupape de distribution par des
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moyens actionnés par un accroissement brusque et prédéterminé de la pression dans ledit conduit d'échappement; le mouvement du liquide pour ouvrir le cy- lindre hydraulique au plein échappement est ainsi automatiquement empêché jusqu'à ce que la pression dans le conduit soit descendue à un niveau de sé- curité.
L'une des formes de réalisation de cette invention comprend une soupape de distribution du type piston, commandée par une soupape d'admission préalable, soupape de distribution du type dans lequel la tige de la soupape se déplace dans un sens sous l'effet de la pression du fluide agissant sur un piston, en opposition à un ressort qui déplace la tige de la soupape dans le sens opposé.
La pression de fluide ou la pression secondaire destinée à faire fonctionner la soupape peut être fournie par une petite pompe faible pression ou par une autre source d'alimentation; et ledit fluide sous pres- sion est admis au piston d'actionnement et s'en échappe grâce à une soupape de distribution convenable,commandée manuellement, qui sera appelée soupape d'admission préàlable.La soupape de distribution commandée par soupape d'ad- mission préalable présente un orifice d'amenée, relié à la source de pres- sion principale, un orifice de pression relié à un cylindre hydraulique et un orifice relié à l'échappement, et la soupape est construite de telle fa- çon que lorsque la pression secondaire est admise au cylindre d'actionne- ment, la tige de la soupape'de distribution soit déplacée et amenée à la position d'admission,
pour laquelle l'orifice d'amenée se trouve en commu- nication libre avec l'orifice de pression, vers le cylindre hydraulique, et que, lorsque le fluide sous pression se trouvant dans le cylindre d'actionne- ment peut s'écouler vers l'échappement, la tige de la soupape de distribu- tion soit déplacée par le ressort à action opposée, et amenée à la position d'échappement, pour laquelle l'orifice d'amenée est fermé et l'orifice de pression, en communication libre avec l'orifice d'échappement.
Suivant cet- te invention,,une soupape automatiqueactionnée par pression est interposée entre le cylindre d'actionnement et la soupape d'admission préalable;cette soupape automatique est actionnée par la pression existant dans le conduit d'échappement et elle est agencée et construite de telle façon qu'elle in- terrompe immédiatement l'écoulement du fluide sous pression provenant du cylindre d'actionnement et, par conséquent, interrompe la suite du mouve- ment de la tige de la soupape de distribution,,lorsque la pression dans le conduit d'échappement dépasse un chiffre prédéterminé, la suite du mouve- ment de la tige de la soupape de distribution n'étant permise que lorsque'la pression dans le conduit d'échappement est descendue en dessous de ce chiffre,
si bien que la soupape automatique permet de nouveau aufluide sous pression de s'écouler du cylindre d'actionnement à l'échappement. Ainsi, suivant ce mode de réalisation, la soupape automatique comprend un plongeur chargé par ressort, la surface de l'une des extrémités du plongeur étant soumise à la pression existant dans le conduit d'échappement qui agit en opposition à la charge du ressort; le plongeur est en outre supporté par un épaulement du corps de la soupape et la force du ressort est telle qu'il maintienne le plongeur contre cet épaulement, à moins que la pression dans -le conduit d'é- chappement ne dépasse un chiffre prédéterminé ;
et, pour cette position du plongeur vers l'intérieur, les orifices radiaux du plongeur se trouvent en registre avec des orifices radiaux du corps de la soupape, créant ainsi un libre passage pour le fluide sous pression entre le cylindre d'actionnement et la soupape d'admission préalable. D'autre part, si la pression prédétermi- née est excédée, le plongeur chargé par ressort est de ce fait déplacé vers l'extérieur, en opposition a l'action du ressort, et les trous radiaux du plongeur cessent d'être en registre avec les trous radiaux du corps de la soupape, si bien que la suite de l'écoulement du fluide sous pression prove- nant du cylindre d'actionnement est interrompue etque, par conséquent,
la suite du mouvement de la tige de la soupape de distribution est interrompue jusqu'à ce que la pression dans le conduit d'échappement baisse de façon à permettre au plongeur. chargé par'ressort dé se déplacer vers l'intérieur,- contre l'épaulement, et à rétablir de ce fait la libre communication entre le cylindre d'actionnement et la soupape d'admission préalable et, de là, à l'échappement.
On comprendra donc que ladite soupape automatique est prévue
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et agencée de''''telle façon que lorsqu'elle est actionnée par la pression exis- tant dans le conduit.-d'échappement de lasoupape de distribution, elle inter- rompe l'écoulement du cylindre d'actionnement et, par suite, interrompe ou restreigne le mouvement de la tige de la soupape, comme elle découvre l'ori- fice d'échappement, et, par .conséquent, empêche un découvrement brusque de l'orifice d'échappement, tel qu'il serait provoqué par une pression excessi-- ve dans le conduit d'échappement.
Une autre forme de réalisation de cette invention comprend unê sou- pape de distribution du type piston commandée par solénoïde, du type dans le- quel la tige de la soupape se déplace dans un sens, grâce à *un solénoïde agis- sant en opposition à un ressort qui déplace ladite soupape en sens opposé lors- que le solénoïde est privé d'excitation.
La construction de la soupape de distribution est analogue à celle qui a été décrite dans le cas précédent, sauf en ce que le cylindre d'actionnement est remplacé par un dash-pot à li- quide ; la soupape de distribution est agencée de telle façon que lorsque le ¯solénoïde est excité, il déplace la tige de la soupape et l'amène à la posi- tion d'admission, pour laquelle l'orifice d'amenée se trouve en communication avec l'orifice de pression menant au cylindre hydraulique et que, lorsque le solénoïde est privé d'excitation, le ressort à action opposée déplace la tige de la soupape et l'amène à la position d'échappement, pour laquelle l'orifice d'amenée est fermé et pour laquelle l'orifice de pression se trouve en commu- nication avec l'orifice d'échappement.
La soupape automatique actionnée par la pression existant dans le conduit d'échappement est de construction analo-' gue à celle qui a été décrite dans les modes de réalisation précédents et elle est prévue de telle façon que, si la pression existant dans le conduit d'échappement excède un chiffre prédéterminé, elle interrompe l'écoulement du liquide provenant du dash-pot ou, en d'autres termes, elle bloque le li- quide dans le dash-pot et empêche de ce fait la continuation du mouvement de la tige de la soupape de distribution, jusqu'à ce que la pression dans le conduit d'échappement soit tombée en des.sous du chiffre prédéterminé.
Par conséquent, grâce aux moyens-précités, le mouvement delà tige de la soupape de distribution est limité de manière à empêcher toute pression violente dans le conduit d'échappement, lorsque l'orifice d'échappement est décou- vert. Dans les modes de réalisation précités, cette.invention est décrite comme s'appliquant à des soupapes de distribution à-action simple, telles qu'elles sont utilisées pour commander des cylindres,hydrauliques à action simple. On comprendra que cette invention puisse s'appliquer avec la même facilité à des soupapes de distribution à action double, telles qu'elles sont utilisées pour commander des cylindres hydrauliques à action double, comme on les emploie, par exemple, dans une presse à course descendante ou une presse horizontale.
Dans ce dernier cas, le piston de la presse est ha- bituellement pourvu d'un petit anneau de retour ou d'un piston de retour, pour effectuer la course de retour, et l'énergie emmagasinée lors de la course deretour n'est pas telle qu'elle détermine une pression indue dans le conduit d'échappement, si bien qu'il suffira de limiter le mouvement de la tige de la soupape de distribution, comme le cylindre principal est mis en communication avec 1'échappement.
Néanmoins, dans certains cas, il peut être désirable de limiter le mouvement d'une tige de soupape de distribu- tion à double action dans les deux sens,, vers l'avant et pour le retour, et il sera apprécié que ceci puisse se faire facilement suivant l'inven- tion, si l'on utilise deux soupapes automatiques telles'que celles qui ont été décrites dans les modes de réalisation précédents, l'une desdites sou- papes automatiques étant prévue pour limiter'le mouvement de la tige de soupape de distribution comme elle se déplace pour décharger le cylindre principal et l'autre soupape automatique étant prévue pour limiter le mou- vement de.la tige de soupape de distribution comme elle se déplace pour décharger le cylindre ou l'anneau de retour.
Afin que l'invention puisse être plus clairement comprise et mise en oeuvre, desexemples conformes aux trois modes de réalisation men- tionnés seront maintenant décrits à l'aide des dessins ci-annexés, dans lesquels :
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la figure 1 est une vue en élévation et en coupe représentant une soupape de distribution à action simple conforme au premier mode de réa- lisation mentionné de l'invention;
la figure 2 est une vue semblable représentant également une soupape de distribution à action simple mais, montrant l'utilisation d'un solénoïde pour le déplacement de la tige de soupape dans un sens en vue de l'admission de liquide sous pression dans un cylindre hydraulique asso- cié et un dash-port destiné à empêcher le mouvement de retour'de la tige de soupape lorsque la pression dans le conduit d'échappement excède un chif- fre prédéterminé; la figure 3 est une vue en élévation et en coupe représentant l'une des formes de soupape de distribution à action double conforme à l'in- vention.
Si l'on se réfère à la figure 1 des dessins, on voit que la sou- pape qui y est représentée comprend un corps de soupape avec un orifice d'é- chappement 4, un orifice de pression'5, relié au cylindre-hydraulique (non représenté), et un orifice d'amenée 6, relié à la source de pression princi- pale. La tige de soupape 1 est montrée en position d'échappement, position pour laquelle l'orifice 5 se trouve en communication libre avec l'orifice 4. Si la pression secondaire est admise au cylindre d'actionnement 7, elle fera descendre la tige de soupape, à l'encontre de l'action du ressort 8, vers la position d'admission, pour laquelle l'orifice 6 se trouve en commu- nication libre avec l'orifice 5 et pour laquelle l'orifice 4 est fermé.
En- suite, si du fluide se trouvant'dans le cylindre d'actionnement 7 est admis à s'écouler vers l'échappement, 'le ressort 8 poussera la tige de soupape vers le haut, fermant ainsi l'orifice 6 et découvrant l'orifice 4. On remarquera que la tige de soupape présente une partie tronconique 3; le but de ceci est de fournir un partage limité vers l'échappement, comme cette partie 3 découvre le bord de l'orifice 4. La soupape d'admission préalable (non re- présentée) qui est destinée à dirigier la pression secondaire vers le cylin- dre d'actionnement 7 et à l'en retirer, est reliée au passage 9. Le passa- ge 9 communique avec le cylindre d'actionnement 7 par un passage central 10, des orifices radiaux 12, prévus dans le plongeur 11 chargé par ressort, et un passage 13.
Le plongeur 11 est chargé par le ressort 14 et la force de ce ressort peut être modifiée par adjonction ou suppression de rondelles 15. Le plongeurs 11 chargé par ressort constitue un agencement à recouvre- ment, coulissant, du corps de soupape et son extrémité interne est en com- munication avec la chambré 16,qui, à son tour, est en communication avec l'orifice d'échappement 4.
Ainsi, le plongeur 11 est à tout moment, soumis à, la pression existant dans le conduit d'échappement et, si la pression dans ce conduit dépasse un chiffre prédéterminé, le plongueur 11 sera pous- sé vers l'extérieur, à l'encontre de l'action du ressort 14, et ce mouvement vers l'extérieur déterminera la fermeture des orifices 12, interrompant ain- si l'écoulement du fluide sous pression du cylindre d'actionnement 7 vers le passage 9 et, de là, vers la soupape d'admission préalable. La chambre 19; réservée au ressort, à l'extrémité de la tige de la soupape de distribution, est également en communication avec le conduit d'échappement mais non avec la chambre 16.
Le fonctionnement de la soupape est le suivant: A supposer que la tige 1 de la soupape se trouve dans la position d'admission, position intérieure extrême visible à la figure 1 des dessins et que la soupape d'ad- mission préalable soit déplacée pour permettre au fluide sous pression pro- venant du cylindre d'actionnement 7 de s'écouler par l'échappement, le res- sort 8 poussera la tige de soupape 1 vers le haut, vers la position d'admis- sion, et, comme cette tige se déplace vers le haut, le bord de l'orifice d'échappement 4 sera découvert par la partie tronconique 3 de la tige de soupape et il se produira un brusque accroissement de pression dans la cham- bre 16, en raison du relâchement brusque du liquide comprimé provenant du cylindre hydraulique, de l'orifice 5 à l'orifice 4.
Cet accroissement de pression dans la chambre 16 déterminera le plongeur 11 chargé par ressortà se déplacer vers l'extérieur et fermera ainsi les orifices 12, avec pour ré-
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sultat que le liquide sera enfermé dans le cylindre d'actionnement 7, par conséquent, que l'a suite du mouvementascendant de la tige de soupape 1 sera interrompue jusqu'à ce-que la pression soit suffisamment tombée dans la cham- bre 16 pour permettre au plongeur 11 chargé par ressort de se déplacer vers l'intérieur et de rétablir ainsi la communication entre le cylindre d'action- nement 7 et le passage 9, vers la soupape d'admission préalable; de ce fait, la tige de soupape 1 sera déplacée par le ressort 8 vers la position d'é- chappement, comme il est montré à la figure 1 des dessins.
Comme on peut le voir,le mouvement de. la tige de soupape 1, comme elle découvre le bord'de l'orifice d'échappement 4, sera ainsi limité par le plongeur- 11 chargé par ressort, qui limitera ou interrompra automatiquement l'échappement du liqui- de du cylindre d'actionnement, si la pression dans la chambre 16, reliée au conduit d'échappement, dépasse un chiffre prédéterminé. D'autre part, si la soupape d'admission préalable est déplacée pour admettre de la pression se- condaire dans le cylindre d'actionnement 7, ceci déterminera la tige de sou- pape 1 à descendre immédiatement vers la position d'admission.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, la tige de soupape est déplacée vers la position d'admission, par excitation d'un solé- noïde, à rencontre- de l'action du ressort 8, qui, dans cet exemple, est-pla- cé dans la chambre 19. Le solénoïde, qui est indiqué en 20, est fixé à la boîte de la soupape, à l'extrémité éloignée de la chambre 7, qui, dans cet exemple, fonctionne comme un dash-pot, tandis que l'induit 21 du solénoïde est relié à un prolongement convenable 22 prévu à l'extrémité de la tige de soupape. Le courant destiné à.exciter le solénoïde est contrôlé par un'in- terrupteur pilote approprié (non représenté), qui, dans cet exemple, rempla- ce la soupape d'admission préalable du premier mode de réalisation.
Dans le cas de la soupape de distribution à action double repré- sentée à la figure 3, la tige de la soupape dé distribution peut être dé-. placée dans les deux sens par la pression secondaire ; leressort 8 peut-ne pas être prévu ; en variante, un autre ressort Sa peut être placé dans la chambre 7, comme il est montré, de façon que les deux ressorts maintiennent centralement la soupape dans la position neutre, lorsque les deux chambres
7 et 19 sont ouvertes à l'échappement.
Comme il est représenté,.dans la sou- '- pape à action double, il y a des orifices additionnels de pression-'et d'é- chappement; la chambre 19 sera reliée à la soupape d'admission préalable par un plongeur additionnel chargé .par ressort, analogue au plongeur 11, ledit plongeur étant'en communication avec le second orifice d'échappement et étant soumis à la pression arrivant par cet orifice;
il n'est pas prévu de passages tels que les passages 17'et 18, reliant 19 à l'échappement.'Ce- ci revient à dire que la chambre 19 fonctionnera comme un cylindre d'action- nement pour déplacer la tige de la soupape dans le sens opposé au cylindre d'actionnement 7 et il y a une soupape d'admission préalable à action dou- ble destinée à diriger le fluide sous pression vers les chambres 7 et 19 et à l'en retirer alternativement, la soupape d'admission préalable y étant reliée par des plongeurs chargés par ressort, analogues au plongeur 11 de la figure 1, de façon a limiter le mouvement de la tige de soupape comme elle se déplace pour découvrir les orifices d'échappement, dans l'un ou l'autre sens.
Toutefois, ainsi qu'il a été expliqué antérieurement dans la spécification, le danger d'un accroissement'de pression ne peut se pré- senter que si la tige de soupape est déplacée dans un sens, auquel cas, dans l'agencement préféré représenté, un seul plongeur.'chargé par ressort
11 est nécessaire afin de limiter le mouvement de la tige.de soupape lors- qu'elle se déplace dans ce sens.
Dans chacun des exemples illustrés, il n'y a pas de liaison en- tre les chambres 16 et 19, puisque-tout'accroissement de pression à l'inté- rieur de la chambre 19 rendrait le fonctionnement.de'la soupape défectueux.