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DISPOSITION POUR SOUPAPE.
La présente invention se rapporte à une disposition pour une soupape, en particulier pour utilisation pour soupape à flotteur ou soupape de sûreté.
Une soupape de sûreté du type connu comprend une chambre d'ad- mission et une chambre d'évacuation,un siège de soupape disposé entre ces deux chambres et un élément sphérique qui est appliqué hermétiquement sur le siège de soupape à l'aide d'un ressort. En position normale la soupape est fermée. Une ouverture de la soupape ne peut être effectuée que contre l'action dudit ressort. La mesure dans laquelle la soupape va s'ouvrir dépend de la pression dans la chambre d'admission. Par conséquent, une ouverture plus grande de la soupape nécessitera une pression plus intense dans la cham- bre d'admission qu'une ouverture plus petite.
En outre, la pression exer- cée par le fluide qui passe de la chambre d'admission à la chambre d'évacua- tion sera fonction du volume du fluide qui traverse la soupape, et, pour cet- te raison, il est évident qu'un volume plus grand' exerce une pression plus intense qu'un volume plus faible. Le fait que le volume de fluide traversant la soupape par unité de temps est fonction de la pression provoquera souvent un mouvement oscillant de l'élément sphérique ce qui constitue un inconvénient considérable, étant donné que la durée de la soupape est réduite.
Le but de la présente invention est de créer un type de soupape dans lequel le volume du fluide qui la traverse à une pression prédéterminée peut être varié dans des limites très larges.
Une disposition pour une soupape contenant une chambre d'ad- mission, une chambre d'évacuation et un siège de soupape interposé avec élé- ment de fermeture de soupape correspondant sous l'action d'un ressort dans laquelle l'effort exercé par le ressort tend à fermer la soupape, conformé:
. ment à la présente invention, est caractérisé par le fait que l'élément de
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fermeture de soupape présente un espace creux d'où une ou plusieurs conduites sont dirigées vers l'extérieur dudit élément de fermeture de soupape d'une maniéré telle que, lorsque la soupape est fermée, la ou lesdites conduites établissent une communication ou des communications entre l'espace creux et la chambre d'alimentation seulement, et, lorsque la soupape est ouverte, la ou les conduites font communiquer ledit espace creux avec la section de passage la plus petite entre la chambre d'alimentation et la chambre d'éva- cuation.
L'invention sera décrite plus en détail avec référence au des- sin annexé, dans lequel :
La figurer 1 représente une soupape, en partie en coupe, suivant la présente invention tandis que la figure 2 est une vue agrandie de la par- tie de la surface coupée représentée par la figure 1, située au point de contact entre le siège de soupape et l'élément de fermeture de la soupape.
Dans la figure 1 est représenté un tube cylindrique à trois sec- tions, c'est-à-dire : une section supérieure 2 à diamètre intérieur le plus grand, une section centrale 3 à diamètre plus petit et une section inférieure 4 à diamètre le plus petit. La section 2 est la chambre d'évacuation et la section 4 la chambre d'admission. Les épaulements formés par les variations de diamètre constituent des faces de contact 5 et 5a. Une paroi en voûte ou arrondie réunit la paroi 5 à la paroi de la section centrale 3. Il est possible de remplacer la paroi en voûte par une paroi purement conique. Une portion sphérique d'un élément de fermeture de soupape 6 qui, évidemment, peut également avoir une forme purement conique, s'appuie sur la paroi en voûte.
La portion de base de l'élément de fermeture est équipée de trois guides en forme d'aile, dont les extrémités sont en contact ou presque en contact avec la paroi de la section 3, mais ne touchent pas l'épaulement 5a. Un élément tubulaire 8 est prévu au sommet de l'élément de fermeture 6. Le dit élément de fermeture, les ailes et le tube peuvent être construits en une seule pièce. A l'intérieur du tube est monté un organe cylindrique 9 qui est muni d'une bague de garniture, établissant un joint hermétique en- tre la paroi du tube 8 et l'organe cylindrique 9. La portion supérieure de l'organe cylindrique 9 est attachée à un couvercle 11, vissé au tube 1 à l'ai- de d'une portion filetée 12. Ledit couvercle 11 constitue ainsi une ferme- ture pour une extrémité du tube 1.
Le tube 8 est entouré par un ressort de dilatation 13, dont une extrémité s'appuie sur le couvercle 11 et dont l'au- tre extrémité s'appuie sur;l'organe de fermeture 6. Assemblés, l'élément de fermeture 6, le tube cylindrique 8 et l'organe cylindrique 9 entourent un espace creux 14. De cet espace creux part une conduite 15 qui aboutit à la portion sphérique de l'élément de fermeture. Les deux parois en voûte se rejoignent par une tangente et l'embouchure de la conduite se trouve juste sous le point de contact, ou, plus précislément, juste sous la tangente. Cela est représenté clairement par la figure 2. L'espace creux 14 peut évidemment être raccordé à la surface sphérique de l'élément de fermeture 6 par un en- semble de conduites disposées de manière analogue à la conduite 15.
D'une manière non représentée, les sections 2 et 4 du tube 1 sont raccordées à un système de circulation sous pression, raccordé par l'intermédiaire du tube 16.
La soupape décrite ci-dessus fonctionne de la manière suivante :
On suppose que la soupape est fermée, La pression dans la cham- bre d'admission 4 est exercée contre la base de l'élément de fermeture, et, en outre, contre la base sur l'espace creux cylindrique 14. Le fait que la pression dans la chambre d'admission est également exercée sur la base de l'espace creux 14 est dû à la conduite 15 qui est raccordée à'la chambre d'ad- mission lorsque la soupape est fermée. A cause du joint d'étanchéité 10, l'huile ne peut seulement pénétrer dans et sortir de l'espace creux qu'à tra- vers la conduite 15. L'élément de fermeture 6 est soumis à l'action de trois forces, dont deux tendent à le retenir sur le siège de soupape, la troisième tendant à le soulever de celui-ci.
Les deux premières forces sont :primo,
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la pression du ressort 13, et secundo, la pression d'huile sur la base de l'espace creux 14. La pression d'huile sur la portion de base de l'élément de fermeture 6 est la troisième force. La grandeur de la surface de la por-' tion de base sur laquelle l'huile exerce sa pression est considérablement supérieure à celle de l'espace creux 14. Finalement, lorsque la pression d'huile augmente, l'élément de fermeture 6 sera déplacé vers le dessus. De l'huile passera alors de la chambre d'admission à la chambre d'évacuation, et l'embouchure de la conduite 15 sera située à la section de passage entre les deux chambres. La section de passage formera un passage plus rétréci pour l'huile que la chambre d'admission ou la chambre d'évacuation.
Sui- vant les lois de l'hydraulique, la pression dans la section de passage sera inférieure à celle de la chambre d'admission. Cela signifie que la pression dans l'espace creux 14 sera inférieure à celle régnant dans la chambre d'ad- mission 4. La force nécessaire pour soulever l'élément de fermeture de son siège sera pour cette raison diminuée. Le courant à travers la soupape peut être exprimé mathématiquement par la formule suivante :
EMI3.1
P = P 0 + k . x - F2 . P2
3. F1 dans laquelle P3 désigne la pression exercée par l'huile admise.
P " la charge du ressort lorsque l'élément de fermeture est en contact avec le siège de soupape. x " la hauteur d'ouverture k " la charge de ressort constante F1 " la surface de l'élément de fermeture tourné vers l'espace d'admis- sion F2 " la surface de base de l'espace creux 14 P2 "la pression d'huile dans l'espace ereux 14 # " un facteur de réduction dépendant des conditions de circulation.
Po' k, F et F1 peuvent être variés pour s'adapter à o, avec le résultat que P sera en substance constant pour des débits variables, correspondant à des variations étendues de la valeur de x. Cela signifie que la quantité d'huile traversant la section de passage par unité de temps peut varier à pression constante dans l'espace d'admission 4.
REVENDICATIONS.
1. Disposition pour une soupape comprenant une chambre d'admis- sion, une chambre d'évacuation et un siège de soupape interposé avec l'élé- ment de fermeture de soupape correspondant sous l'action d'un ressort, l'ac- tion exercée par le ressort tendant à fermer la soupape,caractérisée en ce que l'élément de fermeture de soupape présente un espace creux dont une ou plusieurs conduites partent vers l'extérieur de l'élément de fermeture de soupape, de manière telle que, lorsque la soupape est fermée, la ou les con- duites établissent une communication ou des communications entre l'espace creux et la chambre d'admission uniquement, et, lorsque la soupape est ouverte, la ou les conduites raccordent l'espace creux à la section de passage la plus étroite entre la chambre d'admission et la chambre d'évacuation.