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SULZER FRERES. Société Anonyme, résidant à WINTERTHUR (Suisse) .
SOUPAPE A HAUTE PRESSION.
La présente invention concerne une soupape à haute pression et est caractérisée en ce que la chapelle de soupape comporte un piston amovi- ble contenant le siège de la soupape. Une autre caractéristique de l'inven- tion consiste en ce que le piston a la forme d'un corps creux ouvert dans une de ses surfaces de bout. De préférence la paroi latérale du piston qui en limite la cavité est percée de trous éventuellement de sections différen- tes permettant au fluide en circulation d'entrer et de sortir. Il convient de disposer le siège de la soupape entre les ouvertures d'entrée et de sor- tie du fluide en circulation., qui peuvent être fermées par le corps de la soupapes à l'intérieur de la paroi latérale du piston qui limite sa cavité.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la portion du pistion éloignée du corps de la soupape peut être entourée par une douillequi s'ap- puie contre un épaulement disposé à l'extérieur du piston entre les ouver- tures d'entrée et de sortie du fluide en circulation, et qui est percée de trous de passage du fluide en mouvement.Suivant une autre caractéristique de l'invention, on peut disposer aux deux extrémités de bout de la douille des garnitures emprisonnées entre le piston et l'alésage de la chapelle de soupape.
Il peut être avantageux de maintenir la douille en position fixe dans la chapelle de soupape par un écrou à chapeau percé de trous de passa- ge du piston.Le piston peut aussi recevoir une tension initiale au moyen d'un écrou auxiliaire qui. se visse sur son extrémité fermée et qui repose sur l'écrou à chapeau. On peut empêcher avantageusement le piston de tourner par rapport à la douille au moyen d'une goupille de sûreté. La chapelle de soupape peut être construite de préférence de façon à pouvoir se souder sur les canalisations de raccordement.
Les caractéristiques de l'invention sont faciles à comprendre
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diaprés la description détaillée qui en est donnée ci-après avec le dessin ci joint à l'appui, qui représente un exemple de réalisation d'une soupape à haute pression suivant l'invention.
L'alésage d'une chapelle de soupape 1 contient un piston 2 de préférence de forme cylindrique et à épaulement, qu'on peut faire sortir de la chapelle de soupape après avoir dévissé un écrou à chapeau 3, par exem- ple pour le remplacer. Le piston 2 a la forme d'un corps creux ouvert dans une de ses surfaces de bout 4. Il remplit en longueur de préférence la plus grande partie de l'alésage de la chapelle de soupape. La paroi latérale du piston qui limite sa cavité est percée d'ouvertures 5 et 6, dont la section et la forme peuvent être éventuellement différentes, par exemple avoir la forme de trous ou de fentes,et qui serventà faire entrer et sortir le flui- de qui circule dans la soupape. Le siège de la soupape se trouve dans la ca- vité du piston limitée par la paroi latérale.
Il est disposé sur la surface intérieure de la portion tubulaire du piston formée par la cavité, entre les ouvertures d'entrée et de sortie du fluide circulant dans la soupape. Le corps 7 de la soupape pénètre par la surface de bout ouverte du piston dans la cavité du piston qui comporte un guide du corps de soupape et, lorsqu'il repose sur le siège de la soupape, il interrompt la communication entre les ouvertures d'entrée et de sortie du fluide. La pointe du corps de soupape a de préférence la forme d'un cône, de sorte qu'en actionnant un volant ou un servo-moteur non représentés, on peut aussi exercer une action de réduction de section ou de réglage. Le sens de la circulation du fluide qui passe dans la soupape se dirige de préférence en s'éloignant de la pointe du corps de soupape, mais la circulation peut aussi s'effectuer en sens inverse.
La por- tion du piston éloignée du corps de soupape est entourée par une douille 8 qui s'appuie sur une portion en saillie ou épaulement 9 du piston. Cet épau- lement du piston se trouve à un endroit de la surface extérieure du piston situé entre les ouvertures d'entrée et de sortie du fluide en circulation.
La douille 8 comporte des ouvertures, par exemple des fentes 10, qui cor- respondent aux ouvertures de passage du fluide ménagées dans le piston, et qui lorsqu'on pose la douille sur le piston sont en face d'elles de façon à ne pas contrarier le passage du fluide en circulation. Des garnitures 11 et 12 disposées contre les deux surfaces de bout de la douille assurent l'é- tanchéité du piston par rapport à l'alésage de la chapelle de soupape. Cette étanchéité est importante non seulement en ce qui concerne le principe fon- damental de l'invention, mais encore indépendamment de lui.
L'écrou à chapeau 3 sert d'élément de fixation, lorsqu'on le visse sur le filetage correspondant de la chapelle de soupape, de la douil- le enfilée sur le piston dans l'alésage de la chapelle de soupape. Le file- tage intérieur de l'écrou à chapeau, ainsi que le filetage extérieur., de la chapelle de soupape ne subissent que des efforts de traction, de façon à assurer un contact aussi uniforme que possible entre les filetages, lors- que les forces existantes exercent une action défavorable. L'écrou à cha- peau 3 est percé d'un trou central 13 dans lequel pénètre l'extrémité plei- ne du piston qui comporte un filetage 14. Un écrou auxiliaire 15 peut se visser sur ce filetage et en s'appliquant contre l'écrou à chapeau fait prendre au piston de la tension initiale qui est nécessaire pour l'appli- quer sur son siège dans la chapelle de soupape.
Lorsqu'on serre l'écrou au- xiliaire 15 on exerce une pression sur les deux garnitures des extrémités de bout de la douille en complétant ainsi l'étanchéité entre le piston et la surface intérieure de la chapelle de soupape. La garniture consiste de préférence en une matière molle, par exemple en fibres d'amiante imprégnée de graphite en poudre.
La soupape étant mise en service, le fluide qui circule sous pression exerce une pression encore plus forte sur les deux garnitures 11 et 12 et le piston 2 est poussé sur une distance correspondante hors de la chapelle de soupape 1 dans le trou de l'écrou à chapeau 3. En serrant l'é- crou auxiliaire 15 jusqu'à ce qu'il s'applique contre l'écrou à chapeau 3,
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on peut réappliquer le piston 2 sur son siège dans la chapelle de soupape
1 et rétablir une parfaite étanchéité. L'étanchéité entre le siège de sou- pape amovible et la chapelle de soupape, offert par l'écrou à chapeau 3 et par la garniture 12 qui se trouve à l'extrémité de bout de la douille du même côté que cet écrou, s'établit d'une manière comparable à celle de l'é- tanchéité réalisée par exemple dans les couvercles connus des autoclaves.
De plus, l'étanchéité est encore assurée par la garniture 11 qui se trou- ve à l'autre extrémité de bout de la douille.La pression de serrage étan- che de cette garniture est aussi obtenue par l'action de la pression qui s'exerce à l'intérieur de la chapelle de soupape 1 sur les éléments mobiles dans la chapelle, assemblés avec le siège.Pour faire correspondre la po- sition des ouvertures de passage 10 de la douille 8 avec celle des ouver- tures 5 de la paroi latérale de la cavité du piston, une forte goupille 16 pénétrant dans la douille 8 et dans le piston 2 empêche la douille 8 de tour- ner.
La forme de construction de la soupape à haute pression suivant l'invention la rend particulièrement applicable en tant que soupape de ré- duction de section ou de réglage et elle peut aussi servir avec avantage de soupape d'alimentation, débouage et d'injection. L'usure éventuelle de la soupape due à de fréquentes manoeuvres, les détériorations subies par le siège de soupape ou les pertes par fuites dans la soupape elle-même, peu- vent être supprimées par des moyens relativement simples sans avoir recours à la dépense qui résulte du remplacement compliqué de la soupape.
A cet ef- fet, il suffit simplement en dévissant l'écrou à chapeau 3 de faire sortir de la chapelle de soupape le piston 2 avec le siège de soupape et la douil- le 8 et de réparer le siège de soupape ou de remplacer le piston défectueux par un piston neuf introduit dans la chapelle. Un autre avantage de la sou- pape à haute pression suivant l'invention consiste dans la possibilité de souder sur les canalisations d'alimentation les tubulures de raccord de la chapelle de soupape. Les garnitures supplémentaires des brides sont ainsi supprimées,et les risques de défauts d'étanchéité se produisant dans la canalisation sous pression sont atténués.
Les soupapes construites suivant l'invention conviennent particulièrement aux conduites dans lesquelles on doit faire circuler de la vapeur ou des liquides à haute pression et à tem- pérature correspondante, par exemple de l'eau à 300 C environ sous une pres- sion relative de 500 atmosphères. Ces soupapes ont alors des dimensions con- sidéralbes, 11' épaisseur de paroi de leurs tubulures de raccordement corres- pondant de préférence à leur diamètre intérieur de 100 mm dans l'exemple choisi et le piston ayant une longueur d'environ 1 mètre.
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SULZER BROTHERS. Société Anonyme, residing in WINTERTHUR (Switzerland).
HIGH PRESSURE VALVE.
The present invention relates to a high pressure valve and is characterized in that the valve cap has a removable piston containing the seat of the valve. Another feature of the invention is that the piston is in the form of a hollow body open in one of its end surfaces. Preferably the side wall of the piston which limits its cavity is pierced with holes possibly of different sections allowing the circulating fluid to enter and exit. The valve seat should be arranged between the inlet and outlet openings of the circulating fluid., Which can be closed by the valve body inside the side wall of the piston which limits its cavity. .
According to another characteristic of the invention, the portion of the pistion remote from the body of the valve may be surrounded by a sleeve which rests against a shoulder disposed outside the piston between the inlet and outlet openings. outlet for the circulating fluid, and which is pierced with holes for passage of the moving fluid. According to another characteristic of the invention, it is possible to have at the two end ends of the sleeve linings trapped between the piston and the bore of the valve chapel.
It may be advantageous to keep the bushing in a fixed position in the valve chapel by a cap nut pierced with through holes for the piston. The piston can also receive an initial tension by means of an auxiliary nut which. screws onto its closed end and rests on the cap nut. The piston can advantageously be prevented from rotating relative to the bushing by means of a safety pin. The valve chapel may preferably be constructed so that it can be welded to the connecting pipes.
The characteristics of the invention are easy to understand
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diaprés the detailed description which is given below with the accompanying drawing, which shows an embodiment of a high pressure valve according to the invention.
The bore of a valve chapel 1 contains a piston 2 preferably of cylindrical shape and with a shoulder, which can be pulled out of the valve chapel after having unscrewed a cap nut 3, for example to replace it. . The piston 2 has the form of a hollow body open in one of its end surfaces 4. It preferably fills in length the greater part of the bore of the valve chapel. The side wall of the piston which limits its cavity is pierced with openings 5 and 6, the section and shape of which may possibly be different, for example having the form of holes or slits, and which serve to bring in and out the fluid. of which circulates in the valve. The valve seat is located in the piston cavity limited by the side wall.
It is arranged on the inner surface of the tubular portion of the piston formed by the cavity, between the inlet and outlet openings for the fluid circulating in the valve. The valve body 7 enters through the open end surface of the piston into the piston cavity which has a valve body guide and when resting on the valve seat interrupts communication between the openings of the valve body. fluid inlet and outlet. The tip of the valve body is preferably in the form of a cone, so that by actuating a flywheel or a servomotor, not shown, it is also possible to exert a section reduction or adjustment action. The direction of the flow of the fluid passing through the valve is preferably directed away from the tip of the valve body, but the flow can also be in the opposite direction.
The portion of the piston remote from the valve body is surrounded by a sleeve 8 which rests on a projecting portion or shoulder 9 of the piston. This plunger shoulder is at a location on the outside surface of the plunger between the inlet and outlet openings for the circulating fluid.
The sleeve 8 has openings, for example slots 10, which correspond to the fluid passage openings formed in the piston, and which when the sleeve is placed on the piston are opposite them so as not to thwart the passage of the circulating fluid. Gaskets 11 and 12 disposed against the two end surfaces of the sleeve seal the piston with respect to the bore of the valve chapel. This tightness is important not only with regard to the fundamental principle of the invention, but also independently of it.
The cap nut 3 serves as a fastening element, when screwed onto the corresponding thread of the valve chapel, of the sleeve threaded over the piston into the bore of the valve chapel. The internal thread of the cap nut, as well as the external thread., Of the valve cover only undergo tensile forces, so as to ensure as uniform contact as possible between the threads, when the existing forces exert an adverse effect. The cap nut 3 is pierced with a central hole 13 into which penetrates the solid end of the piston which comprises a thread 14. An auxiliary nut 15 can be screwed onto this thread and pressing against the thread. The cap nut causes the piston to take the initial tension which is necessary to apply it to its seat in the valve chamber.
When the auxiliary nut 15 is tightened, pressure is exerted on the two gaskets at the end ends of the bushing thus completing the seal between the piston and the inner surface of the valve chapel. The lining preferably consists of a soft material, for example asbestos fibers impregnated with powdered graphite.
The valve being put into service, the fluid which circulates under pressure exerts an even stronger pressure on the two seals 11 and 12 and the piston 2 is pushed a corresponding distance out of the valve chapel 1 into the hole of the nut cap nut 3. By tightening the auxiliary nut 15 until it rests against the cap nut 3,
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piston 2 can be reapplied on its seat in the valve chapel
1 and re-establish a perfect seal. The tightness between the removable valve seat and the valve cap, provided by the cap nut 3 and by the gasket 12 which is located at the end of the end of the socket on the same side as this nut, s This is established in a manner comparable to that of the sealing effected, for example, in known lids of autoclaves.
In addition, the seal is still ensured by the gasket 11 which is located at the other end of the end of the sleeve. The tight clamping pressure of this gasket is also obtained by the action of the pressure which is exerted inside the valve chapel 1 on the movable elements in the chapel, assembled with the seat. To match the position of the passage openings 10 of the sleeve 8 with that of the openings 5 of the the side wall of the piston cavity, a strong pin 16 penetrating the sleeve 8 and the piston 2 prevents the sleeve 8 from rotating.
The form of construction of the high pressure valve according to the invention makes it particularly applicable as a cross-sectional or regulating valve and it can also serve with advantage as a feed, discharge and injection valve. Any wear and tear on the valve due to frequent maneuvering, damage to the valve seat, or leakage losses in the valve itself can be eliminated by relatively simple means without resorting to the expense of results from the complicated replacement of the valve.
To do this, simply by unscrewing the cap nut 3, it is sufficient to remove the piston 2 with the valve seat and the bushing 8 from the valve chapel and to repair the valve seat or replace the valve. piston defective by a new piston introduced into the chapel. Another advantage of the high pressure valve according to the invention consists in the possibility of welding on the supply pipes the connection pipes of the valve chapel. The additional gaskets of the flanges are thus eliminated, and the risks of leaks occurring in the pressure pipe are reduced.
The valves constructed according to the invention are particularly suitable for conduits in which it is necessary to circulate steam or liquids at high pressure and at a corresponding temperature, for example water at about 300 ° C. under a relative pressure of 500 atmospheres. These valves then have significant dimensions, the wall thickness of their connection pipes preferably corresponding to their internal diameter of 100 mm in the example chosen and the piston having a length of about 1 meter.