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La présente invention a pour objet des perfectionnements aux soupapes ou valves, notamment utilisées dans les étançons hydrauliques de mines.
On connaît déjà des soupapes à haute pression facilement échangeables, avec une section de passage du fluide relativement forte, en particulier pour uti- lisation des étançons des barres à mines hydrauliques, par laquelle l'échange du corps de soupape peut être réalisé sans qu'il soit nécessaire que le siège de la soupape considérée soit rodé ou mis en correspondance d'une manière quelconque avec le corps de soupape et par laquelle également une grande étanchéité est garantie pour une pression du siège relativement faible.
Les soupapes à haute pression qui, comme pour les barres à mines hy- drauliques, sont manoeuvrées à la main, sont presque sans exception, construites en forme de soupape différentielle, c'est-à-dire la surface d'étanchéité soumise à la pression est compensée en partie dans le sens opposé, par une contre surface soumise à la pression afin que la puissance du ressort de rappel reste dans des limites acceptables.
Par cette mesure, la pression du siège et la compression des surfaces sur le siège d'étanchéité, sont cependant abaissées, et ensuite les conditions des corps d'assise et de fermeture de la soupape sont améliorées.
Les soupapes de manoeuvre de grand diamètre, qui sont destinées à l'em- ploi d'huile d'hydraulique, doivent avoir des sièges et des têtes de soupapes ro- dées l'une sur l'autre. Le siège comme la tte de la soupape sont en matériau de haute qualité, comme par exemple de l'acier nitruré ou autre, dont le travail est extraordinairement difficile, s'il n'est pas du tout possible de le roder. Lors- qu'une telle soupape est endommagée par cavitation ou autre cause, la tête de la sou- pape est changée et la nouvelle tête de soupape rodée en commun avec l'ancien siè- ge. Ceci nécessite un temps et une dépense considérables et ne peut être réali- sé au cours du travail de fond minier.
On connaît aussi des soupapes de réduction, commandées par la pression qui maintiennent à l'intérieur de limites étroites, pouvant être fixées, la diffé- rence entre la pression d'ouverture et la pression de fermeture de la soupape.
On connaît déjà des soupapes de réduction dont les mécanismes d'ou- verture et de fermeture sont commandés par la pression hydraulique elle-même. Ce- la s'effectue la plupart du temps de la manière suivante un piston de commande spécial qui est soumis à la pression hydraulique et qui est maintenu en équilibre par un ressort, se déplace, en cas de surpression, en avançant, et ouvre ainsi une soupape à bille ou d'un autre type. Dès que la pression est retombée, le ressort ramène le piston de commande et ferme la soupape.
La pression de fermeture est ici toujours inférieure, et de beaucoup, à la pression d'ouverture,ce qui doit être attribué au frottement du piston de commande, de ses guidages ainsi qu'à la différence entre la surface du piston de commande et la surface de l'ouverture utile de la soupape. Dans le cas des pié- droits ou étançons hydrauliques de mines, il faut que la différence entre la pres- sion d'ouverture et la pression de fermeture soit aussi petite que possible afin qu'entre les différents piédroits, il ne se produise pas, en raison d'une chute de pression soudaine lors de l'enfoncement d'un piédroit, des z8nes de tension dans le toit.
On connaît aussi des soupapes de surpression, conçues sous la forme d'une simple soupape de décharge dans lesquelles des étranglements prévus avant ou après la soupape proprement dite doivent maintenir dans des limites relative- ment étroites la différence entre la pression d'ouverture et la pression de ferme- ture. L'inconvénient de telles soupapes réside en ce que les étranglements n'agis- sent de la manière optimum que pour une pression ou une différence de pression tout à fait déterminée. Autrement dit, ces soupapes ne sont réglables que dans des limites étroites pour ce qui concerne leur pression d'ouverture. En outre,
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au cours du fonctionnement de ces soupapes, les fentes se modifient pour des rai- sons d'usure et la différence désirée entre la pression d'ouverture et la pression de fermeture ne peut plus être maintenue.
Enfin, de telles soupapes sont très sen- sibles aux vibrations.
Dans ces soupapes, il existe déjà, peu de temps avant que soit attein- te la pression d'ouverture, une position neutre, c'est-à-dire une position pour laquelle la pression d'application du corps de fermeture est à peu près égale et l'étanchéité de la soupape n'est assurée que lorsque cette dernière est dans son état neuf.En service, il se produit des détériorations inévitables du siège de soupape qui sont causées par l'usure due au courant de fluide par des phénomènes de cavitation ou par des phénomènes analogues, de telle sorte que dans l'état neutre précédemment indiqué, la soupape n'est-plus étanche. C'est seulement lors- que la force du ressort dépasse de nouveau une valeur déterminée, que la soupape est de nouveau étanche grâce aux déformations plastiques ou élastiques de ses pièces.
Mais cela produit une chute de pression qui est d'autant plus grande que les phénomènes d'usure auxquels est soumis le siège de soupape, sont plus inten- ses. Cela conduit à des charges différentes des étançons et à une capacité de char- ge trop faibles. Les charges différentes des étançons produisent des zones de tension entre les différents étançons, les couches de roche à soutenir se crevas- sent et les couches de terrain du toit ne peuvent plus être maintenues avec sécu- rité.
On connaît également une soupape ou valve de remplissage et de vidan- ge de l'air d'un réservoir pour étançons de mine hydraulique, laquelle ne peut s'ouvrir qu'en position de travail et fonctionne indépendamment de la pression.
Dans les étançons hydrauliques de mine, la partie supérieure de ce- lui-ci est souvent utilisée comme réservoir à fluide, lequel est pompé dans le compartiment' de travail par une pompe logée dans l'étançon ou par une pompe in- dépendante, lors de la mise en place de l'étançon. Les variations de pression résultant de ce pompage ou de l'affaissement de l'étançon, se répercutent dans le réservoir et doivent être compensées par une valve d'aspiration ou de refoulement de l'air. On utilise habituellement dans ce but des valves à billes ou à plateau lestées par des ressorts et qui doivent être réglées pour des pressions spécifi- ques aussi faibles que possible.
L'inconvénient de ces valves est que leur fonctionnement est soumis à une pression ou dépression déterminée, ce qui entraîne pour la pompe un effort de succion accru lors du montage de l'étançon et une résistance accrue lors de l'affaissement de l'étançon. En outre, les valves à ressorts ont l'inconvénient d'être sensibles aux secousses, de sorte qu'elles occasionnent souvent des fuites d'huile pendant le transport.
La présente invention a notamment pour but de remédier à tous ces inconvénients.
Elle concerne tout d'abord une soupape de sécurité et de décharge, en particulier pour les étançons hydrauliques de mines, soupape caractérisée par ce que la tête est faite en matériau différent de celui du corps de soupape, ce qui rend cette soupape invidangeable sans pour cela que le siïge de la soupape considérée soit rodé à chaque fois.
Une jonction peut être réalisée par soudure, entre tête de soupape et anneau, seulement en cas d'étanchéité absolue. Pour les pressions énormément éle- vées, qui se présentent dans les étançons et barres à mines - pression entre 300 et 500 atm.- une telle jonction par soudure ne suffit cependant plus, car le flui- de sous pression lui-même s'introduit dans des ouvertures capillaires et la jonc- tion lâche. En conséquence, l'utilisation de tels anneaux en matériau de nature différente de celle du corps de base, n'était pas possible jusqu'à présent.
D'après l'invention, la tête de soupape est étanchéifiée maintenant sur le corps de soupape, par un anneau d'étanchéité de préférence rond, en maté-
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riau élastique, qui est logé dans une gorge du corps de soupape.
Cette utilisation, déjà connue en soi-même, d'un anneau en cordon rond ou similaire, pour l'étanchéité entre corps de fermeture de soupape et corps de soupape, rend possible la jonction absolument étanche de ces deux pièces sans que l'anneau puisse sauter ou être sorti de son siège.
L'utilisation de matériau d'élasticité de valeurs différentes pour le siège de soupape et pour la tête de soupape produit, en dehors de cela, une étan- chéité extraordinairement bonne de ces deux pièces l'une par rapport à l'autre, qui, comme il a été constaté dans des essais poussés, est si efficace que, sans difficultés, un autre corps de soupape peut être échangé sans qu'il faille un ro- dage ou un finissage particulier de la tête de la soupape ou du siège de la soupa- pe
Ceci est particulièrement important pour les soupapes à l'intérieur d'une barre à mine, car pendant le rude travail de mineur une intrusion de crasse même, ne peut être empêchée avec certitude par les segments racleurs de crasss ou autres moyens similaires.
Il peut donc, au cours du temps, arriver des avaries à la soupape, provoquées par ces particules de crasses et l'on doit alors pouvoir rapidement changer et sans grande dépense la soupape.
Conformément au but poursuivi, la tête de la soupape est toujours réa- lisée en un matériau qui est plus élastique que le siège de soupape de telle sor- te que les dommages se produisent principalement sur la tête, donc sur la pièce rechargeable.
L'accessibilité de la soupape aux particules de crasse est également réduite par cette élasticité plus forte.
L'invention concerne également une soupape, commandée par la pression, s'ouvrant et se fermant automatiquement, caractérisée par ce qu'un piston de com- mande soumis à l'action de la pression, actionne un corps de fermeture, ce qui permet de maintenir à l'intérieur de limites élevées, la différence entre la pression d'ouverture et la pression de fermeture de la soupape.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, le corps de fermeture est actionné par l'intermédiaire d'une transmission mécanique formant bras de le- vier
Suivant un autre mode de réalisation, le corps de fermeture qui est soumis à la pression hydraulique totale, est disposé dans un piston de manière à pouvoir se déplacer librement et n'est soulevé de son siège par ce piston au moyen de butées ou d'organes analogues, que lorsqu'est atteinte une pression déterminée réglable.
Ainsi que l'ont montré nettement des essais poussés exécutés sur de telles soupapes, c'est avant tout, outre le frottement des pièces de soupape, le rapport entre la force du piston de commande et la force proprement dite d'ouver- ture de la soupape, qui détermine la différence entre la pression d'ouverture et la pression de fermeture.
Si l'on néglige le frottement, la relation entre la pression d'ouverture et la pression de fermeture est donnée par la formule sui- vante :
EMI3.1
Dans cette formule, (Ps) représente la pression de fermeture, (PU) représente la pression d'ouverture,(d) représente le diamètre utile de la soupape de décharge, (D) représente la surface utile du piston de commande et Ci) repré- sente le rapport de transmission mécanique éventuelle qui, dans le cas d'une transmission hydraulique directe, est égal à 1.
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Si l'on veut, dans le cas de soupapes de réduction et en particulier dans le cas de soupapes de réduction pour piédroits hydrauliques, maintenir la différence entre la pression d'ouverture et la pression de fermeture dans des li- mites d'environ 5 % il faut que le rapport :
EMI4.1
dans le cas où l'on néglige le frottement, ait une valeur de 1 : 20 au minimum.
Si l'on tient compte des frottements qui se produisent, on arrive à des rapports entre forces ou entre surfaces, qui doivent avoir des valeurs comprises entre 1 : 30 et 1 : 40. Ainsi que cela résulte déjà de la formule, on pourrait obtenir ce rapport de transmission par voie purement hydraulique du fait que la surface du piston de commande est de 30 à 40 fois plus grand que la surface utile d'ouverture de la soupape de décharge. Mais il se présente ici des difficultés innombrables, avant tout parce qu'il faut donner de très grandes dimensions au piston de comman- de et prévoir, pour le maintenir en équilibre, des ressorts très importants cor- respondant à ses dimensions. Cela conduit en définitive à des dimensions qui ren- dent extrêmement difficile le logement de soupapes de ce genre dans des piédroits ' hydrauliques.
Suivant l'invention, on obtient le même résultat si l'on fait en sorte que les forces du piston de commande soient dans un rapport approprié avec les forces qui sont nécessaires pour l'ouverture de la soupape de décharge et cela en faisant agir le piston de commande sur la soupape de décharge non plus direc- tement, mais par l'intermédiaire d'une transmission mécanique, par exemple par l'intermédiaire d'un levier. On arrive ainsi à pouvoir donner au piston de commande de très petites dimensions et à obtenir par des moyens relativement simples une manoeuvre extrêmement sensible de la soupape de décharge.
Etant donné que dans le cas des piédroits de mine hydraulique, par exemple, le trajet d'ouverture de la soupape de décharge pour faire tomber une certaine surpression, a une valeur de quelques centièmes de millimètres seulement, la soupape proposée convient par- ticulièrement bien pour actionner le mécanisme d'ouverture, du fait que les tra- jets du piston de commande sont réduits d'une manière appropriée par la transmis- sion. On peut obtenir, d'une manière simple, dans le cas de la soupape de réduc- tion suivant l'invention, un réglage de la z8ne de travail.de la soupape du fait qu'il est prévu dans la transmission qui est, par exemple, une transmission par levier, une butée réglable fermée par une came et une vis.
L'invention concerne aussi une soupape ou valve d'admission et d'éva- cuation de l'air, notamment pour étançon hydraulique de mine, caractérisée par ce que son pointeau, dont la position ne dépend que de la pesanteur, commande, suivant la position de l'étançon, l'ouverture ou la fermeture des orifices de l'air entre le réservoir et l'atmosphère extérieure.
L'invention a donc pour but de créer un type de valve permettant l'en- trée et la sortie de l'air des réservoirs d'étançons de mine hydrauliques ,sans fuite d'huile et qui ne s'ouvre que dans une position déterminée de l'étançon, pour rester absolument étanche dans les autres positions, par exemple pendant le transport en position horizontale.
Ce pointeau est percé d'un canal et prend appui sur un joint égale- ment percé d'un orifice, de osrte que le canal et l'orifice ne coïncident, pour librer passage à l'air, que pour une inclinaison limitée de l'étançon. Si l'incli- naison de 1'étançon dépasse une certaine valeur, les deux ouvertures ne se trou- vent plus en coïncidence et la tête du pointeau qui épouse de préférence la forme d'une sphère, vient obturer le trou existant dans le joint. 11 en résulte que le réservoir n'est mis en communication immédiate avec l'atmosphère que dans la position de travail de l'étançon et que dans toute autre position même couchée ou la tête en bas, le réservoir est hermétiquement fermé et qu'aucune fuite de
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liquide ne peut se produire, même à l'occasion de secousses.
On obtient en outre de cette façon, dans la position de travail de l'étançon, un fonctionnement de la valve sans aucune fuite, ce qui évite tout travail supplémentaire de la pompe et permet un affaissement rapide de l'étançon, tandis que, dans toute autre position de l'étançon, la valve reste hermétiquement fermée.
L'invention s'étend également aux caractéristiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons possibles.
Des soupapes conformes à l'invention sont représentées à titre d'exem- ples non limitatifs sur les dessins ci-joints dans lesquels : - La figure 1 représente un exemple d'exécution de la soupape en deux parties.
- La figure 2 représente une coupe d'une soupape de réduction comman- dée par la pression, dans laquelle la force de piston de commande agit par l'in- termédiaire d'une transmission par levier sur la soupape de décharge.
- La figure 3 représente en coupe une autre réalisation d'une soupape commandée par la pression.
- La figure 4 est une coupe d'une valve en position verticale.
- La figure 5 est une coupe de la partie supérieure de l'étançon ser- vant de réservoir avec sa valve en position verticale.
- La figure 6 représente les mêmes éléments en position inclinée.
- La figure 7 montre la coupe d'un étançon hydraulique de mine dans lequel une soupape est disposée dans l'étançon supérieur. On a représenté en même temps, dans la tête de l'étançon, la soupape d'admission et d'évacuation d'air.
- La figure 8 montre la soupape suivant l'invention de la figure 3, 'disposée dans une partie de l'étançon.
- La figure 9 montre la soupape suivant l'invention de la figure 2, disposée dans une partie de l'étançon.
Dans la figure 1, on désigne par 1 la chapelle de la soupape, par 2 le corps de soupape proprement dit, par 3 la tête de soupape annulaire et par 4 le joint en anneau entre tête de soupape et corps de soupape, en caoutchouc ou similaire. Le piston différentiel 5 possède un diamètre plus petit que le diamè- tre d'étanchéité 6 de la soupape. Un ressort 7 compense la différence des surfaces soumises à la pression. La soupape représentée sert dans les barres à mines comme soupape de décharge ou de gâchage ; pour cela elle est soulevée de son siège par un poussoir 8 actionné de l'extérieur et contre la pression du ressort, et pro- duit ainsi un enfoncement de la barre. La soupape, en même temps, sert comme sou- pape de sûreté pour les surpressions dans la barre.
Il va de soi que cette structure de soupape s'utilise sur d'autres ensembles hydrauliques, dans lesquels on peut utiliser, pour de basses pressions, des têtes de soupapes même de beaucoup plus élastiques, telles qu'en matière ar- tificielle, caoutchouc, résistex ou similaire. Egalement ici, pour le but poursui- vi, la tête de la soupape est étanchéifiée sur le corps de soupape par un anneau d'étanchéité spécial 4 afin que le liquide ne soit pas comprimé entre la tête et le corps de soupape et qu'ainsi l'anneau se soulève ou même se détériore. Pour l'utilisation de la tête de soupape annulaire, en matériau de haute élasticité pour des pression relativement basses, on peut également imaginer un bec d'étan- chéité se trouvant sur le corps de soupape à la façon de joints, bien connus, de garniture en cuir embouti.
Par la structure proposée une bonne étanchéité du siège de la soupape est garantie; particulièrement dans les barres à mines hydrauliques, l'on peut sans difficultés, rechanger le corps de soupape endommagé, éviter de fortes bais-
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ses de pression lors de la réponse de la soupape à une surpression, et enfin réa- liser une économie de frais sensible, par la simplicité de la disposition.
Sur la figure 2, le repère 10 désigne le carter de la soupape de ré- duction, le repère 11 désigne le piston de commande,le repère 12 désigne un res- sort qui maintient le piston en équilibre, suivant les variations de la pression hydraulique. La force du piston de commande est transmise par l'intermédiaire d'un poussoir 13, d'une vis de butée réglable 14 et d'un levier 15, au mécanisme d'ou- verture de la soupape de décharge. La soupape de décharge est montée dans un car- ter 16 elle est constituée par un élément mobile d'obturation, tel que bille 17 qui est guidée au moyen d'un guidage 18 pour bille et d'un ressort 19. Le raccord pour la conduite sous pression est désigné par le repère 20 et l'alésage mettant en communication la soupape de réduction avec la soupape de décharge, est désigné par le repère 21.
La bille est actionnée par l'intermédiaire du levier 15 et d'un poussoir 22. Si l'appareil est soumis à une pression hydraulique et par sui- te aussi, la soupape de réduction, la bille de la soupape de décharge est soumise, elle aussi, à cette pression et,quand la pression augmente, la bille est appli- quée toujours plus énergiquement contre son siège 23. Autrement dit et à la diffé- rence de ce qui se passe dans le cas des soupapes de décharge simples, la soupape de décharge devient toujours plus étanche quand la pression augmente, et la pres- sion qu'elle exerce contre son siège devient plus grande.
C'est cependant cette pression plus forte de la soupape contre son siège qui doit être vaincue lors de l'ouverture mécanique de la soupape de décharge, d'où il résulte que les forces du piston de commande, d'une part, et les forces d'ouverture pour la soupape de décharge, d'autre part, doivent être les unes par rapport aux autres dans un rap- port approprié.
Le fonctionnement de la soupape est le suivant. La pression hydrauli- que agit sur le piston de commande 11 et comprime d'une manière correspondante le ressort 12 par l'intermédiaire du poussoir 13. Il s'établit un équilibre entre la force du piston et la force du ressort. Lors du dépassement de la pression ré- glée, le poussoir actionne, par l'intermédiaire de la butée réglable 14, le levier 15 qui est supporté par un axe 24 constituant son axe de rotation. Le levier ac- tionne alors, par l'extrémité de son bras court, le poussoir 22 qui soulève très légèrement la bille de son siège.
Il s'ensuit que la pression s'abaisse, que le piston de commande revient en arrière et libère de nouveau le poussoir et par sui- te aussi la bille de la soupape de décharge qui est alors immédiatement appliquée par la pression hydraulique contre son siège:
Pour l'amélioration du fonctionnement de l'appareil et pour que sa fabrication soit plus simple, le poussoir 13 est guidé dans le piston de commande 11 au moyen d'une pointe de centrage placée dans une cavité conique de centrage.
Cela garantit que la force du ressort sera transmise, agissant d'une manière bien centrée, au piston de commande. Il ne peut pas s'incliner dans son guidage et les frottements sont faibles.
La soupape de réduction suivant l'invention convient extrêmement bien pour les étançons de mine, hydrauliques, par ce qu'elle a des dimensions d'encom- brement petites et parce qu'il n'y a pas de faibles différences entre sa pression d'ouverture et sa pression de fermeture. Bien entendu, cette soupape de réduction commandée peut être employée aussi pour d'autres groupes, par exemple dans le cas des cylindres de travail hydrauliques dans lesquels ne doit pas être dépassée une force de compression déterminée.
Un avantage particulier de ce type de soupape résulte de ce que la bille de fermeture de la soupape de décharge est maintenue quand elle s'éloigne ou se rapproche de son siège et non ouverte par la pression pour être ramenée ensuite, avec un choc, contre son siège, par la force d'un res- sort comme cela se produit dans le cas des soupapes de décharge ordinaires. Ce fonctionnement par chocs, des soupapes de décharge ordinaires peut conduire, au bout de peu de temps à une destruction du sigèe de soupape ou du corps de soupape.
.Le soupape représentée sur la figure 3 comprend :
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une boîte 41 qui reçoit le piston 42. Un chapeau vissé 43 sert d'arrêt pour un poussoir 44 qui est relié au piston 42 élastiquement, au moyen des ressorts 45 et d'un appendice conique 46. Le chapeau vissable permet aussi de régler facilement la tension de pose du ressort et par suite la pression de réponse de la soupape.
L'entrée de la pression s'effectue par l'alésage 47 et la sortie de la pression s'effectue par le canal 48. Dans le piston 42 est disposé, de manière à pouvoir se déplacer, un corps de fermeture 49 cylindrique qui ferme, au moyen d'un c8ne de joint 50, le canal de sortie 48. Bien entendu, le corps de fermeture peut avoir aussi une autre forme, par exemple une forme en disque plan ou une forme sphéri- que. Un ressort léger 51 maintient le corps de fermeture sur son siège, même quand la soupape n'est pas soumise à une pression. Afin que le corps de fermeture 49 soit soumis à la pression hydraulique totale, le piston 42 comporte un canal 52 qui établit la communication entre la chambre de pression et la cavité 53 du piston.
A l'intérieur de cette cavité, le corps de fermeture 49, cyclindrique, est muni .d'un appendice annulaire 54. La cavité 53 ménagée dans le piston est fermée vers le haut d'une manière étanche à la pression par un bouchon 55 qui est muni de mo- yens d'étanchéité. Ce bouchon présente un logement conique dans lequel s'applique le pointe conique du poussoir 44. De cette manière, est assurée une transmission centrée de la force entre le ressort et le piston. Le mode de fonctionnement de cette soupape est le suivant :
La pression de réponse de la soupape est réglée pour une valeur déter- minée au moyen de la tension de pose du ressort à laquelle on peut donner des va- leurs plus ou moins grandes à l'aide du chapeau vissable 43.
La pression hydrauli- que qui entre à travers l'alésage 47 et qui agit sur toute la surface du piston, déplace le piston vers le ressort 45 et comprime ce dernier. Il y a toujours équi- libre entre la force du ressort et la force du piston. Si le piston est déplacé par la pression hydraulique d'une manière telle qu'il soulève le corps de ferme- ture 49, cylindrique, au moyen de l'appendice annulaire 54, le canal de sortie 48 se trouve libéré, de sorte que la pression s'abaisse quelque peu. Il s'ensuit que le piston se trouve repoussé par le ressort d'une manière correspondant à cette chute de pression et que la butée 54 du corps de fermeture 49 est de nouveau libérée.
On arrive, au moyen de ce mode de construction simple, à ce que le corps de fermeture (abstraction faite du moment de l'ouverture) soit soumis à la charge complète exercée par la pression hydraulique, ce qui garantit l'étanchéité de la soupape, même après une très longue durée de service.
Le type-simple de la soupape proposée permet de donner à l'ensemble de la soupape la forme d'une cartouche. La soupape est constituée seulement par des pièces de tour pouvant être fabriqués facilement. Elle est par conséquent peu coûteuse et simple. Le faible encombrement de cette soupape permet de la monter, pratiquement, à tout endroit approprié d'un étançon de mine, hydraulique. Elle peut être mise en communication, d'une manière simple, au moyen d'un filetage, étan- che à la pression, de l'alésage de raccordement 47, avec des parties de l'étançon soumises à la pression.
Si un tel raccordement est normalisé, on peut monter fa- cilement de telles soupapes dites "cartouches à soupape" dans des étançons diffé- rents ; en cas de modification de la charge de l'étançon, on peut remplacer facile- ment de telles,soupapes par des soupapes déjà réglées; enfin, la question des piè- ces de rechange à tenir en magasin pour des étançons hydrauliques de mine serait considérablement simplifiée par une telle cartouche.
Suivant l'invention, il est possible, sans aucune difficulté, de te- nir en magasin des cartouches à soupapes réglées pour des zones de fonctionnement différentes. S'il arrive, pour des raisons relevant de l'état du terrain ou pour d'autres raisons, qu'une capacité de charge différente soit désirable pour les étançons, on peut régler rapidement ces derniers, au fond, pour une autre charge, tout simplement en changeant les cartouches. Cômparé au procédé consistant à em- ployer des soupapes réglables à la main, qui peuvent être réglées au fond, le procédé suivant l'invention est plus sûr étant donné que l'on peut régler au préalable chaque cartouche sur un banc d'essai et que l'on n'est plus à la merci
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d'un ouvrier d'entretien exécutant le réglage de soupapes montées à poste fixe.
Il conviendrait de caractériser les différentes cartouches de manières différen- tes, par exemple par les inscriptions "20 t, 25 t, 30 t", etc... On peut aussi différencier ces soupapes entre elles en leur donnant des couleurs différentes.
Dans beaucoup de cas, il est nécessaire de changer les soupapes, même alors que les étançons sont sous pression. Suivant la proposition de l'invention, on peut y arriver en prévoyant dans l'étançon ou contre l'étançon une soupape de retenue qui est ouverte par la cartouche à soupape quand on procède au vissage de cette dernière. Bien entendu, il faut que l'étanchéité autour de la cartouche soit déjà assurée avant que la soupape de retenue soit ouverte par cette dernière. On peut obtenir facilement ce résultat au moyen d'un logement centré dans l'alésage de raccordement, logement dans lequel on introduit une bague de joint apporpriée par exemple une bague en cordelette ronde.
Ces possibilités sont créés par l forme ramassée de la soupape, par le fait que la soupape est complètement indépendante des autres parties de l'é- tançon hydraulique, et par ce que la soupape est d'une fabrication peu coûteuse.
Bien entendu, la soupape ou cartouche à soupape proposée ne convient pas seulement pour les étançons hydrauliques de mine ; elle peut au contraire être utilisée avec d'aussi bons résultats pour d'autres appareils tels que, par exem- ple, tubulures de forage, piliers mobiles, cylindres hydrauliques en tous genres, etc...
Dans la figure 4, 30 représente le pointeau et 31 le joint logé dans le corps évidé de la valve. Une vis 32 obture le corps de valve à la partie infé- rieure duquel est logé le joint 31 dont l'orifice 33 est en coincidence avec l'o- rifice 34 de la vis d'obturation. Un canal 35 pratiqué dans le pointeau vient, dans la position verticale représentée, déboucher en regard du trou 33 du joint.
La tête 36 du pointeau épouse, de préférence, la forme d'une sphère. L'évidement 37 pratiqué dans le logement 38 de la valve a une forme conique qui limite les mouvements du pointeau.
La figure 5 représente la partie haute de l'élément supérieur d'un étançon hydraulique. La tête de l'étançon est représentée en 30, le réservoir proprement dit en 40. Dans la position verticale représentée, les orifices du poin- teau, du joint d'étanchéité et de la vis d'obturation sont en coïncidence, de sor- te que l'air peut circuler librement. On peut éventuellement prévoir dans l'évide- ment de la vis d'obturation un filtre en fibre métallique ou matériau similaire.
La figure 6 montre que, par suite de l'inclinaison du pointeau, les orifices ne sont plus en coïncidence et que par conséquent, la valve est herméti- que dans les deux sens. La tige du pointeau repose alors entre l'évidement coni- que 37 pratiqué dans la tête 39 de l'étançon.
Les dimensions des ouvertures et,principalement celles du pointeau déterminent l'angle d'inclinaison pour lequel la valve est fermée. En pratique, on choisira un angle d'environ 30 par rapport à la verticale. Pour toute incli- naison supérieure allant jusqu'à l'horizontale, et même pour la position la tête en bas, la valve est fermée dans les deux directions. Même des secousses ne peu- vent l'ouvrir et il ne peut y avoir de fuites d'huile.
Ainsi se trouve réalisée, par l'invention, une valve d'admission et d'évacuation de l'air du réservoir d'étançons de mine hydrauliques, qui n'est ouverte qu'en position de travail de l'étançon. La simplicité de construction et l'efficacité de fonctionnement dans les deux sens (de circulation de l'air) de cette valve, permettent d'obtenir en comparaison avec les types usuels de valves, une économie appréciable tout en évitant, d'une façon certaine, les fuites d'hui- le.
Les différentes soupapes et valves de l'invention peuvent être appli- quées d'une manière particulièrement avantageuse dans le cas des étançons hydrauli. ques de mine, de piliers mobiles ou des dispositifs analogues. Dans le cas des
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étançons de mine, il est nécessaire d'employer une soupape à grande section de passage, qui en cas de charge soudaine, fasse céder rapidement les étançons.
La soupape qui, suivant l'invention, présente à sa tête une bague de joint en une matière différente de la matière du corps de soupape, convient particulièrement bien pour remplir ce rôle* L'interchangeabilité de cette soupape ainsi que sa grande étanchéité, même dans le voisinage des pressions d'ouverture, sont très importantes pour les étançons de mine étant donné que l'on emploie de grandes quantités de ces étançons, ce qu'il est nécessaire que les soupapes puissent'être changées rapidement sans qu'il y ait à procéder à une rectification de ses diffé- rentes parties.
On a besoin, dans les étançons hydrauliques de mine, non seulement de cette soupape à grande section de passage, qui d'une part doit servir de soupape 'de sûreté pour les coups de charge et qui, d'autre part, peut agir aussi comme soupape de décharge, mais aussi de soupapes à sorties de passage plus petite pour l'enfoncement de l'étançon sous charge. Ces soupapes doivent permettre aux étan- çons de céder, lors du dépassement d'une charge déterminée, réglable, sans qu'il se produise de chutes de pression importantes à l'intérieur de l'étançon. La dif- férence entre la pression d'ouverture et la pression de fermeture de la soupape doit être aussi petite que possible afin que tous les étançons portent d'une maniè- re uniforme et qu'il ne se crée pas de zones de tensions entre les différents étançons dans une galerie de mine, par exemple.
Suivant l'invention, on obtient ce résultat au moyen d'une soupape qui, par l'intermédiaire d'un piston de commande spécial et d'une transmission mécanique de la force, actionne une soupape de décharge.
Suivant une autre caractéristique de l'invention la soupape est ac- tionnée pareillement par un piston de commande, à l'intérieur duquel un corps de fermeture est disposé de manière à pouvoir se déplacer et n'est soulevé de son siège par l'intermédiaire de butées ou d'organes analogues, que lorsqu'est attein- te une pression déterminée, réglable.
Ces deux caractéristiques de l'invention garantissent, l'une comme l'autre, dans le cas d'étançons hydrauliques de mine, une bonne souplesse de l'é- tançon, sans qu'il se produise de chutes de charge pas trop grandes.
De même, dans le cas des étançons de mine, la soupape d'admission et d'évacuation d'air suivant l'invention peut être utilisée d'une manière particu- lièrement favorable, étant donné que l'étançon de mine n'est employé, la plupart du temps, qu'en position verticale; la soupape est ouverte en position verticale, tandis qu'elle est fermée en position horizontale. Dans le cas des étançons hydrau- liques de mine, il est particulièrement important que les soupapes d'admission et d'évacuation d'air soient absolument étanches au cours du transport ou lorsque les étançons sont en magasin. La soupape d'admission et d'évacuation d'air suivant l'invention satisfait à cette condition étant donné qu'elle n'est ouverte qu'en position verticale et que l'étançon en position verticale, ne peut pas perdre d'huile.
Quand la soupape est employée pour des étançons hydrauliques de mine, elle demeure ouverte pour une inclinaison de l'étançon, par rapport à la vertica- le, allant jusqu'à 30 .
On a représenté sur les dessins 7, 8 et 9, l'application des soupapes suivant l'invention à un étançon hydraulique de mine.
Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir des variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
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