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"Perfectionnements aux soupapes de sûreté pour relâcher la pression d'un fluide Cotte invention concerne des perfectionnements aux soupapes de sûreté pour relâcher la pression d'un fluide.
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, #-##"#inif> #:;##±; -i1 :-/-v- .#>-: "#r;>f- démission Ces valves sont connues, d'habitude sous le nom de soupapes/ ou de purge. #;:z!E';--.-:,.: '."#":## '-##'iW'''l '#'
Une application typique d'une soupape d'émission est constituée par les élançons hydrauliques pour exploitations souterraines ou les supports de toits similaires utilises dans les mines.
Le but de la soupape d'émission est d'alléger la charge sur l'étançon, quand elle devient exces- sive, en purgeant une petite quantité du fluide hydraulique se trouvant dans celui-ci,
Les soupapes d'émission construites jusqu'ici comportaient une bille ou un autre organe de soupape classi- que, Maintenu sur un-..siège au moyen d'un ressort dont la or-
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'#C et prédéterfelnait, 1* point d'ouverture de la soupape, de : uaniere à permettre une sortie du fluide et un allégeraient \ de la charge sollicitant-1-titançon.
Les soupapes de ce Son ,re rtaentent plusieurs défauts et en particulier, le passage r.. du fluide provoque l'érosion de la oille ou de l'autre organe@et de soi% siège, de sorte que après une période de ser- vice relativement courte, on ne peut plus compter sur le bon ?; fonctionnaient de la soupape. Un but de la présente inventison est de fournir une forme de soupape d'émission sur laquelle on peut compter davantage et qui aura une durée de vie relativement longue.
.1 ., .. r ; Suivant la présente invention, il est fourni une ."aoupape..dèvralchementTdéla pression, dans laquelle l'organe de fermeture de l'orifice est constitué par un corps défor- #x"mablë, ou est chargé, ou peut être chargé par l'intermédiaire ;¯d'un corps défor tle tel que défini ici, qui est lui-môme !l en caoutchouc ou élastique et/ou sur lequel agit un organe ,/ en cacutchoue'bu éla3iï u qui est renfermé dans cet or- ;-'-.;:/# gâne . -k ## ?[\ :.iï:*'. ::.,-:ii '-.''.'#:.. r?.-s.- ::-''" -:- L'expression "corps dformabld" utilisée dans ; cette spécification désigne un liquide, ou un solide, ou un ;
semi-solide ' déformabîê;3Al If:' r '-'-\. '0n péüut3Zi'sër divere liquides comme corps -défor'mable mais on peut nentionher à titre d'exemple les ]J[¯ fluides compressibles au silicone, maintenant disponibles pour être utilisés comme ressort hydraulique. Ces fluides conviennent parti pour,répondre aux buts de la ':,: présente invention, en raison de !Leur haut degré de compresy sibilité.. , En ce qui concerne le solide déformable, celui-ci .; peut 6tre constitue, par exemple, par un tampon ou un bloc de résine synthétique plastique, de caoutchouc, ou d'une ma-
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tière similaire, tandis qu'un matériau semi-solide a la môme nature qu'un mastic, capable de se comporter comme un fluide, en transmettant uniformément les efforts ou la pression de l'organe en caoutchouc ou élastique sur l'organe de fermeture de l'orifice.
Dans une forme préférée de l'invention, la soupape comporte un siège, présentant un orifice de sortie du fluide, un diaphragme pour fermercet orifice, un corps déformable ou un dispositif pour loger ce corps et un dispositif pour appliquer la pression du diaphragme de manière à fermer l'orifice à l'intervention de ce corps.
Pour la commodité, le corps déformable possède une gaine élastique constituant l'organe en caoutchouc ou élastique.
Lorsque la pression du fluide devient excessive, le diaphragme ou l'autre organe de fermeture déforme le corps déformable et se soulève légèrement à l'écart du siège, de façon à permettre l'écoulement ou la purge du fluide à travers l'orifice. La gaine élastique confère au corps déformable l'aptitude nécessaire à reprendre sa forme et à fermer l'orifice, quand la pression excessive du fluide a été allégée. Un organe séparé de fermeture de l'orifice peut être évité, et une face avant du corps déformable Berne sert à fermer l'orifice d'échappement ou de décharge.
Dans les cas où la pression est appliquée à l'organe de fermeture de l'orifice par l'intermédiaire d'un corps de fluide déformable tel qu'un fluide au silicone, il est commode d'immerger un bloc de matériau solide dans ce fluide; ce bloc est en un matériau possédant un coefficient de dilatation thermique faible ou nul et sert à limiter le volume de fluide. Le corps de la soupape peut alors être prévu de telle façon que, en cas d'augmentation de la température ambiante
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du milieu où la soupape est située, la dilation du corps de celle-ci sera égale ou approximativement égale à l'expansion du liquide et il ne se produira aucun changement de pression interne susceptible de modifier de manière marquée le réglage de la soupape.
Certaines formes particulières d'exécution de l'invention seront maintenant décrites, à titre d'exemple, en se reportant aux dessins annexés, où : - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une forme de réalisation.
- La figure 2 est une coupe longitudinale d'une seconde-forme d'exécution.
- La figure 3 est une coupe longitudinale d'une troisième forme d'exécution, et - La figure 4 est une coupe longitudinale d'un quatrième mode de réalisation.
La soupape d'émission représentée à la figure 1 du dessin comporte un corps 10, avec un raccord 11 à une extrémité, permettant de relier la soupape au circuit hydraulique du support du toit. L'alésage de ce raccord communiqua avec un orifice annulaire 12, percé dans un siège de soupape 13. L'orifice annulaire 12 est entouré d'un orifice annulaire 14, communiquant avec les passages 15 d'échappement du fluide. Les orifices 12 et 14 ont la forée de petits jeux annulaire, afin d'empêcher le bouchon ou tampon plastique 16, qui.dans ce cas constitue à la fois le corps déformable et l'organe de fermeture de l'orifice, d'être extradé dans ces orifices.
- Le bouchon ou tampon plastique 16 est enfermé dans un manchon ou gaine 17 à paroi mince, faite d'un matériau élastique, tel qu'un acier à ressort ou un cuivre au
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béryllium.
Un organe 1$ est vissé dans l'extrémité du corps 10 éloignée du raccord 11 et fait saillie dans le manchon 17. Gr&ce à l'organe 18, le bouchon ou tampon 16 est comprit et appliqué contre le siège 13 de la soupape, de manière à fermer les orifices 12 et 14. L'organe filté 18 assure également le réglage de la pression sur le tampon plastique.
L'extrémité du manchon 17 éloignée de l'organe 18 est supportée et centrée à l'aide d'un élément mile prévu sur la bague 19 qui entoure le siège 13 de la soupape et définit une paroi de l'orifice 14.
Quand la pression du fluide à l'orifice 12 dépasse la pression dans le tampon plastique 16, le fluide s'écoule vers les passages d'échappement 15, par les orifices 12 et 14.
La légère déformation du bouchon 16, due au passage du fluide¯purgé, doit être absorbée élastiquement et c'est la fonction remplie par le manchon élastique 17.
Comme indiqué, ce manchon est fabriqué avec une paroi mince, à partir d'un matériau élastique et il est proportionné pour assurer l'élasticité nécessaire au fonctionnement de la soupape.
La forme de réalisation de l'invention représen- tée à la figure ¯2 comporte une enveloppe 20, en cuivre au béryllium par exemple, possédant une section élastique à paroi mince 20a qui, dans ce cas, sert d'enceinte élastique à une masse de liquide (par exemple un fluide compressible au silicono) se trouvant dans l'espace 21.
A une extrémité de l'enveloppe, est prévu un
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raccord 22 permettant de raccorder la soupape au circuit hydraulique du support du toit du chantier. Le raccord 22 est percé d'un passage 23, communiquant avec un orifice 24 du siège 25 de la soupape. L'orifice 24 est occupé par un bouchon 26 de matériau fritte, de porosité suffisan- te pour permettre un écoulement de liquide. Le passage du liquide dans l'orifice 24 et le bouchon 26 est normale- 'ment empêché par un diaphragme souple 27 serré, à sa péri- ph4rie, contre une face d'un disque 28, également en un ', matériau fritte de porosité suffisante pour permettre le passage du liquide.
Il existe derrière le disque 28 un passage 29 qui communique avec les orifices d'échappement ou de purge 30.
A l'extrémité de l'enveloppe 20, éloignée du @ raccord 22, est prévu un élément d'accouplement tubulaire
31, dans lequel est incorporé un clapet de retenue 32.
Dans le liquide occupant l'espace 21, est placé un bloc 33 de matériau dont la coefficient de dilata- tion thermique est très faible ou nul. Ce bloc solide peut être remplacé par plusieurs petites sphères ou môme par une suspension de petitos particules solides dans le fluide sous .. pression. Le bloc 33 diminue le volume du liquide dans l'espace 21, de façon que les changements thermiques auxquels il peut être soumis ne dérangent pas de manière marquée le réglage de la soupape, en particulier lorsque l'enveloppe 20 est en un métal compensant au moins approximativement toute expansion ou contraction du liquide de l'espace 21 résul- tant des changements de température.
En service, la soupape de purge se trouve soumise à une pression inférieure dans la mesure requise, en connec- tant le raccord 31 à une source de fluide et en injectant celui-ci dans l'espace 21, jusqu'à ce que la pression ur
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le diaphragme 27 soit toile qu'elle maintienne l'orifice 24, 26 fermé, à moins que la pression dans'cet orifice devienne excessive, c'est-à-dire dépasse la = =charge de fonctionnement à laquelle la soupape a été soumise de la manière, que l'on vient de décrire. Si la charge de fonctionnement est atteinte, le diaphragme 27 fléchit en s'écartant du bouchon 26 et le fluide venant de l'orifice 24 peut s'échapper par ce bouchon et par le disque 28, vers les orifices de purge 30.
La forme de réalisation de l'invention représen- tée à la figure 3 est similaire à celle que l'on vient de décrire en se reportant à la figure 2 et la o c'est possible, les mêmes numéros de référence ont été utilisés pour désigner des pièces semblables.
Dans la forme de l'invention de la figure 3 toutefois, la mise sous pression ,de la soupape, c'est-à-dire le réglage de la pression appliquée au diaphragme 27, par l"intermédiaire de la masses liquide se trouvant dans l'espace 21, s'effectue au moyen d'un plongeur 34, attaché à un élément taraudé 35 et prévu pour être ajusté, vers l'inté- rieur ou vers l'extérieur, à l'aide de celui-ci, par rapport à l'espace 21.
Dans certains cas, il peut Atre possible de supprimer le manchon élastique 17 (voir figure 1) ou l'enceinte en caoutchouc ou élastique 20a de l'enveloppe 20, si le bouchon 16 ou le liquide se trouvant dans l'espace 21 est suffisamment compressible pour permettre la flexion néces- aaire du diaphragme 27, quand la charge limite est atteinte et suffisamment élastique pour appliquer de nouveau le diaphragme à l'orifice 24,26, quand la pression excessive a été allégée.
La soupape de purge-de la figure 4 est consti- tuée par un corps 36 dans une des extrémités duquel est
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vissé un raccord 37, permettant de connecter la soupape @ i dans le circuit hydraulique d'un étançon de mines,
A l'extrémité avant du raccord 37, est prévu ; un siège de soupape 38, présentant un orifice annulaire 39 entouré d'un orifice annulaire 40, Ce dernier communique avec les passages d'échappement 41 du fluide sous pression.
Les orifices 39 et 40 sont normalement fermer par un diaphragme flexible 42, possédant une bride 43 liée de manière étanche à la paroi d'un cylindre ou cavité 44 du corps 36.
A l'extrémité du cylindre 44 éloignée du diaphragme 42, est prévu un plongeur ou piston 45, auquel est agglutiné un mince manchon en caoutchouc 46, agglutiné également à la paroi du trou, dans l'extrémité 47 du cylin- dre à travers laquelle passe le plongeur 45. Le faible mouvement du plongeur en question est guidé avec une friction réduite par la disposition que l'on vient de décrire, qui offre également au plongeur un joint étanche au liquide.
Le plongeur 45 ost muni d'une tête 48 et un ressort de compression 49 est comprimé entre cette tête 48 et un organe 50 vissé dans l'extrémité du corps 36. L'or- gane 50 perçât l'ajustement du ressort de compression sur le plongeur 45.
Le cylindre ou cavité 44 est rempli complète- . ment de liquide, par exemple d'eau ou d'huile.
Quand la pression régnant dans le circuit hydrau- lique auquel est connecté le raccord 37 devient excessive et atteint une licite prédéterminée, réglée par la. charge sur le plongeur 45, le coussin de liquide dans le cylindre 44 permet au diaphragme 42 de fléchir vers l'intérieur ou de modifier légèrement sa forée, de. façon que le fluide (par exemple l'eau sous pression) du circuit hydraulique puisse,-
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passer par les orifices 39 et 40, vers les passages d'échappement 41. La pression dans le circuit hydraulique est ainsi allégée.
Une entrée 51, munie d'une bille ou d'une autre ' forme de soupape de non-retour 52, peut être prévue pour remplir le cylindre ou la cavité 44 d'eau ou d'un autre li- ; quide sous pression. Cette entrée peut être prévue pour être connectée au moyen d'un raccord ou d'un organe similaire à une pompe ou bien un petit dispositif approprié peut être incorporé à la soupape même.
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-REVENDICATIONS.- -
1.- Soupape de sûreté pour le relâchement de la pression, caractérisée en ce que l'organe de fermeture de l'orifice de la soupape est constitué par un corps déforma- ble, ou chargé, ou susceptible d'être chargé par l'interné* diaire d'un corps déformable, tel que défini ici, qui est
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I lui-name en caoutcôuc ou élastique et/ou sur lequel agit un