CH258665A - Soupape de retenue, notamment pour compresseurs. - Google Patents

Description

Soupape de retenue, notamment pour compresseurs. L'invention est relative ä des soupapes de retenue automatiques et olle concerne plus specialement, mais hon exclusivement, parmi Ges soupapes, Gelles desainees ä etre montees dans un compresseur de fluide gazeux tel qu'un compresseur ä air.

0n connait dejä des soupapes du gehre indique ayant au moins un element de fer- ineture en forme de laure elastique suscepti- ble de subir des deformations entre un siege et une s.urface de butAe, afin d'ouvrir, sous 1'influence dune difference de Pression, uu passalte convergent-divergent, pour 1e fluide qui devra traverser la soupape, tandis que la laure prend sa Position de fermeture, sous 1'influence de sa propre elasticite, lorsqu'il n'y a pas de difference de Pression entre ses faces opposees.

Le but de 1'invention consiste ä amelio- rer les susdites soupapes connues.

La soupape selon 1'inventüon est carac- terisee par le fait qu'au moins une laure elas- tique additionnelle est juxtaposee ä ladite laure de fermeture.

0n obtient ainsi une soupape susceptible de fonctionner correctement, dans 1'es condi- tions, difficiles. telles qu'elles se presentent dans des compresseurs ä grande vitesse; c'est- ä,-dire ayant un g-rand nombre d'oscillations pair unite de temps, et cela pour de longues periodes, saus que la soupape necessite une surveillance et sans quelle donne lieu ä "des fuites. Les dessins ei-annexes representent plu- sieurs formen d'executson de 1'objet de 1'in- vention et cela ä titre d'exemple.

La fig. 1 montre une Premiere forme d'execution en coupe, la Partie s.ituee ä gau- che de la ligne A-A etant une coupe selon la libne IL-IL de la fig. 2, et la Partie de la fig. 1 eituee ä droite de la ligne A-A etant une coupe selon la ligne IR-IR de la fig. 2.

La fig. 2 est une coupe :selon la ligne 2-2 de la fig. 1.

La fig. 3 montre un detail en coupe selon la ligne 3-3 de la f ig. 1.

La fig. 4 montre un autre detail en coupe, selon la ligne 4--4 de la fig. 2.

Les fig. 5 et 6 moutrent en perspective, respectivement un element lateral et un ek- ment intermediaire de la soupape represen- t6e par les fig. 1 et 2, Ges elements portant des surfaces qui forment siege de soupape.

La fig. 7 repres,ente en perspective une Plaque de butee de la meme soupape.

Les fig. 8 et 9 montrent en perspective, respectivement une laure de fermeture et une laure auxiliaire de la soupape en question.

La fig. 10 montre en coupe une RTI ID="0001.0269" WI="10" HE="4" LX="1691" LY="2032"> Partie dune soupape etablie selon une autre forme d'execution de l.'invention.

Les, fig. 11 et 12 montrent en perspective un element lateral et un element interme- diaire de la soupape repres;entee par la fig. 10, ces elements portant des. surfaces de siege de soupape.

La fig. 13, enfin, montre en perspective une laure auxillaire de la soupape representee par la fig. 10.

La soupape montree par les fig. 1 ä 9 comporte deux elements lateraux 10 que por- tent .des surfaces 13 con,stituant des sieges de soupape et entre lesquels est prevu un cer- tain intervalle. Entre les elements 10 se trou- vent des elements intermediaires 11 qui por- tent egalement des surfaces 13 constituant des sieges de soupape et dopt 1e nombre peut eire choisi ä volonte. Une Plaque de buthe 12 est disposee 'entre chaque paire de deux ele- ments voisins 10 ou 11. Les surfaces 13 des Elaments constituant les sieges de soupape sont planes. Les sieges disposes- 1'un en face de Pautre et formant une paire de sieges s'ecartent 1'un de 1'autre dann la direction du courant de fluide. Les elements lateraux 10 sont munis, pres de 1'extremite d'entree de la s oupape, de deux bossages 14"et les elements intermediaires, 11 comportent egalement deux bossages 15. Ces bossages servent au Passage de boulons et leurs surfaces affleurent au plan des sieges 13. En outre, chacun des elements lateraux 10 est uruni dune lumiere d'admission 16 qui s'etend au Bord d'entree 17, entre les bossages 14, et sur une Partie essentielle de la surface 13.

Chaque element intermediaire 11 est constitue par une Partie transversale 18 et par deux Parties terminales 19, - ces dernieres s'etendant des bossages 15 ä la partie trans- versale 18. L'espace compris entre les bossa- ges et lesdites Parties terminales constitue la lumiere d'admision qui est commune aux deux sieges de soupape de 1'element intermediaire.

Entre chaque element ä siege 10 ou 11, dune Part, et la Plaque de butee 12, d'autre Part, sont disposees: 10 Une laure 20A en acier ä ressort qui s'appuie ä plat sur la surface 13 de siege, et 20 une laure auxiliaire 20B qui s'appuie contre la Plaque de butee lorsque 1a soupape est ouverte. Le Bord d'entree de chaque Plaque de butee 12 a une section en forme de cale, 1'an- gle de cette cale correspondant ä la diver- gence de deux sie-es 13 voisins. Les deux series, se trouvant aux deux extremites de la soupape, -de bossages 14 et 15 ainsi que de trous menages dans les Plaques de butee 12 et dans les lames 20A, 20B sont traverses par des boulons de traction 21 qui serrent fer- mement chaque paire de laure par leur extre- mit6 d'entree entre, dune Part, une paire de bossages 14 ou 15 et, d'autre Part, 1e Bord adjacent dune Plaque de butee. En meme temps, ils verrouillent les Parties de la sou- pape dann leur Position mutuelle desiree.

Le corps de la soupape est complete par deux PlaquesRTI ID="0002.0271" WI="16" HE="4" LX="1357"LY="909"> terminales identiques 22 qui sont fixees aux elements lateraux 10 ä sie- ges. La fixation des Plaques terminales est obtenue ä Paide de vis et d'un goujon qui s'engagent, respectivement dann les trous fi- let6s 35 et dans un trou ä goujon 36 (voir fig. 5) menages Jans chacun des elements lateraux ä siege. Les Bords des lames se trou- vant ä 1'extremite d'entree de la soupape en- tre les bossages sont fixes aux Plaques de butee 12 ä la'ide :de Bandes de renfarcement 23 en töle, la fixation desdites Parties les unes aux autres etant assuree par des rivets 24 qui passent ä travers les lames et les pla- que.s de butee. Les elements lateraux inter- mediaires ä siege sont munis de fourchons langitudinaux 25 et 28, les Bords de ces four- chons etant situes dans 1e plan des surfaces de siege; ces fourchons servent ä soutenir les lames ä Pendroit des lumieres d'admission, lorsque les lames se trouvent dans la Position f ermee.

Les Plaques de butee 12 peuvent etre fixees directement aux Plaques terminales 22 a: 1'aide de vis 2,9 et de goujons 30 (voir fig. 3) qui servent ä transmettre au corps de la soupape la poussee qui, gräce ä la dif- ference de Pression ay ant lieu dans le fluide lors de son Passage ä travers 1a soupape, agit sur l'ensemhle des elements intermediaire.s :L sieges, des Plaques de butee et des lames. Les- dites vis et goujons servent egalement ä ein- pecher un deplacement lateral des extremites de sortie des Plaques de butee.

Dans 1'exemple decrit, les lames de fer- meture 20A sont planes aussi longtemps qu'elles ne sont pas soumises ä une contrainte exterieure (voir fig. 8). Par contre, les lames auxiliaires, lorsqu'elles sont libres de toute contrainte exterieure, sont concaves de celui de leurs cötes qui se trouve en regard du siege (voir fig. 9). Les lames de fermeture sont constituees en acier ä ressort ayant une epaisseur entre 0,15 et 0,3 mm et une lon- gueur -d'environ 27 mm mesuree entre leur Bord fixe et leur Bord libre. Les lames auxi- liaires 20B sont egalement en töle d'acier a ressort ayant une epaisseur entre 0,15 et 0,3 mm, mais leur longueur est un peu infe- rieure ä celle des lames de fermeture, toute- fois au moins egale aux deux tiers de la lon- gueur es lames de fermeture. En outre, les lames auxiliaires ont des petites saillies peu profondes, obtenues par emboutissage. Ces saillies se trouvent du röte de la surface con- vexe de chaque laure auxiliaire et sont re- parties uniformement dans une zone qui s'etend ä partir du bord libre de la laure sur une fraction seulement de la hauteur de rette derniere. Elles sont destinees ä faciliter la sortie et 1a rentree du fluide Jans 1'espace se trouvant entre ladite laure et 1a, surface de la butee (voir fig. 9). Les lames auxiliaires ont une courbure uniforme ä partir dune. ligne, qui correspond au Bord interieur de la binde 23 de renforcement, jusqu'ä leur bord libre. Cette courbure correspond ä la surface du segment d'un cylindre dont faxe est pa rallele aux bords fixe et libre de chaque laure. La courbure des lames auxiliaires est choisie de fagon telle que, lorsqu'elles sont libres de toute contrainte exterieure, une tangente ap- pliquee au bord fixe de la laure a une dis tünce de 1,2 ä 2,5 mm d'avec 1e bord libre de rette laure. Cette distance est indiquee par T' Jans la fig. 9. La laure auxiliaire a pour effet d'empecher ou au moins de diminuer La tendanc.e de la laure de fermeture ä, coller pur 1a surface de butee, lorsque la soupape doit se fermer. En outre, la laure auxiliaire 'amortit les chocs destructeurs qui auraient lieu lors du martelage de la laure de fermeture contre son siege. La presence .de la laure auxiliaire aug- mente .donc la duree de la soupape et diminue le langer dune cassure de la laure de ferme- ture.

0u bien an se contente de proceder ainsi qu'il a ete decrit Jans ce qui precede, ou bien, et mieux, an a recours, en outre, ä Pune auRTI ID="0003.0275" WI="9" HE="4" LX="1106" LY="581"> moins des dispositions suivantes: Une de res dispositions a pour but d'aug- menter la duree aussi bien des lames que des eIMments intermediaires ä sieges de la sou- pape.

0n sait par experience que 1e langer de cassure des lames, d'angar qui est particulie- rement Brand pour les coins libres des lames, notamment pour leurs coins se trouvant au voisinage de 1'extremite de sortie de la sou- pape, peut etre diminue si an donne aux sur- faces constituant les sieges de la soupape une largeur relativement Brande, c'est-ä-dire si an choisit relativement large la zone .de . recou- vrement mutuel entre 1'element formant siege de soupape et la laure.

Cependant, une Brande largeur de siege, peut etrangler 1e courant de fluide qui s'ecoule ä travers la soupape, de sorte que 1e rendement de rette derniere se trouve dimi- nue.

Selon 1a disposition en question, an Bonne i aux Parties terminales de 1'element interme- diaire ä siege, vu dans une direction normale a la surface de 1'un de res sieges, une lar- geur qui augmente ä partir des bossages ä, boulons 15 vers la Partie transversale 18. De , rette fagon, dune Part, an obtient, pour les coins libres des lames, des sieges qui sont assez larges pour reduire essentiellement 1e langer de destruction de res lames et, d'au- tre pari, an renforce les elements ä sieges aux f endroits qui, autrement, auraient une section assez faible. Enfin, an conserve pres de 1'ex- tr6mit6 d'entree de la soupape oü les lames, memes dans leur Position d'ouverture com- plete, ne s'ecartent que peu des sieges, une c largeur de siege assez etroite, de Sorte que. contrairement ä ce qui aurait lieu pour los Sieges larges, 1e courant du fluide ä travers la soupape ne subit pas d'etranglement notable.

Un mode de realisation de cette derniere disposition est represente par los fig. 2 et 6. Selon ces figures, 1ä largeur des Parties ter- minales 19 des elements intermediaires il ä, Sieges augmente ä partir d'un minimum A qui se trouve au voisinage des bossages 15 jusqu'ä atteindre une largeur- notable B qui sc trouve ä 1'endroit oü los Parties terminales 19 se raccordent ä la Partie transversale 18 de 1'element intermediaire. Il est ä noter quo, ä 1'endroit A, 1'epaisseur des Parties termi- nales dans une direction normale au plan de la fig. 2 est relativement elevee, tandis quo cette epaisseur est relativement faible ä Pen- droit B. La section des Parties terminales ä ee dernier endroit serait tres faible si la lar- geur Uns 1e plan de la fig. 2 etait ä Pendroit <I>A la</I> meme quo Gelle ä Vendroit <I>B.</I>

La susdite construetion des e1ements in- lerm6diaires ä Sieges a, en outre, pour effet d'assurer une notable largeur de siege aux lames de fermeture 20_A, pres de leurs coins, c'est-ä-dire ä un endroit oii los lames s'ecar- tent notablement (distance D indiquee par la fig. 1) des Sieges, lorsque la soupape est com- pl6tement ouverte; d'autre Part, la largeur de siege E n'est quo relativement petite, ä, Ven- droit oü los lames ne s'ecartent quo peu (dis tance d representee par la fig. 1) de leura Sieges.

En outre, an fait en Sorte quo la Partie en forme de canal de la lumiere d'admis!sion, qui se trouve entre la Partie terminale 19 de 1"element ä siege et 1e fourchon adjacent, s'etende moins loin vors l'extremite de sortie de la soupape quo los autres Parties en forme de canal de la lumiere d'admission; par con- sequent, 1a largeur de siege en face des coins l:.bres de la laure est augmentee egalement daus la direction du courant du fluide.

De cette fagon, an reduit considerablement 1e danger de deterioration des coins libres des lames saus augmenter en meme temps la re- sistance quo la soupape offre au mouvement du fluide qüi la traverse. En outre, 1'element ä. siege qui peut etre obtenu par un procedP de coulage sous Pression peut, de cette facon, obtenir une resistance mecanique elevee qui rend superflue Papplication de nervures de renforeement qui s'etendraient de l'une des Parties terminales ä 1'autre et qui auraient pour effet d'obstruer partiellement los ouver- tures d'admission de 1a. soupape.

Los surfaces formant siege des e1ements la- teraux out une forme similaire ä Gelle des sur- faces formant siege des elements interme- diaires et cela egalement, afin de reduire 1e danger de deterioration des lames qui coagis- sent avec losRTI ID="0004.0270" WI="14" HE="4" LX="1362" LY="774"> e1ements lateraux ä Sieges.

Au cas oü un fourchon 28 d'un e1ement iutermediaire ä Sieges de soupape se trouve assez pres dune Partie terminale 19, an peut prevoir une nervure 26 entre ledit fourchon et ladite Partie. Cependant, la prevision dune teile nervure n'est pas indispensable.

Los diverses dimensions de la soupape re- pr6sent6e par los fig. 1 ä 9 peuvent etre los suivantes, Ges dimensions etant indiquees ä titre d'exemple et sans aucun effet restrictif: C = 5,0 mm E = 3,0 mm D = 2,0 ä 2,5 mm Le jeu entre los Bords des lames et los Plaques terminales 22 peut etre de Vordre de 0,05 mm.

Los lames de fermeture, au lieu d'etre planes lorsqu'elles sont libres de toute con- trainte exterieure (voir fig. 8) peuvent etre eourbees, comme 1e sont los lames auxiliaires. Fans ce Gas, leur montage doit etre effectue de fapon tolle quo leur courbure tende ä los appliquer contre leurs Sieges.

La soupape representee par los fig. 10 ä 13 a une construction similaire ä Gelle de la soupape decrite ei-dessus. Los Parties re- pr6sentees par los fig. 10 ä 13 qui corres- pondent ä certaines Parties representees par los fig. 1 ä 9 sont designees par los memes chiffres de reference munis dune lottre A.

Selan los fig. 10 ä 13, la laure auxiliaire 20C joue 1e röle dune Plaque destinee ä amor- ti.r los chocs; c'est pourquoi cette laure est interposée entre la lame de fermeture cor respondante 20A et l'élément adjacent à siège. La lame 20C est en tôle d'acier à res sort et a une épaisseur d'entre 0,125 et (<B>)</B>,25 mm. Son profil correspond à l'aire de contact qui, sans la lame 20C, existerait en tre la lame de fermeture, d'une part, et les surfaces formant siège, les bossages et les fourchons de l'élément à siège, d'autre part. La lame 20C est munie d'une ouverture 32 traversée par des barrettes qui correspondent aux fourchons 25A ou 28,1; cette plaque amortisseur de chocs augmente la durée de la lame de fermeture par le ralentissement que cette dernière subit au moment où elle frappe la plaque amortisseur de chocs, ce qui a lieu immédiatement avant le moment où la. lame de fermeture est arrêtée par le siège.

Les lames<I>20AA</I> et également les lames 20C sont constituées par paires à partir d'une tôle plate à qui on a donné, par pliage, une section en forme d'épingle à cheveux. Les fourchons 25A qui soutiennent les lames et qui font partie des éléments latéraux à sièges 10A, ainsi que les fourchons correspondants 28A des éléments intermédiaires à sièges 11.i1 sont prolongés jusqu'à l'extrémité d'en trée de la, soupape. Au niveau du pli de la. lame auxiliaire 20C, on a ménagé des dé coupures 33 (fig. 10 et 11) dans les four chons et les bossages prévus sur l'un des deux éléments à sièges qui se trouvent de part et d'autre de chaque plaque de butée, tandis que les fourchons et les bossages de l'autre élé ment sont munis de talons 34 qui s'engagent dans les découpures 33 pour appliquer le pli des paires de lames 20AA et 20C fermement contre le bord de la. plaque de butée 12A.

On a constaté dans la pratique que, dans les soupapes du genre décrit ci-dessus et ayant une pluralité de passages disposés côte à côte, les lames de fermeture qui coagissent avec les deux éléments latéraux à sièges perdent plus facilement l'étanchéité requise, lorsque la soupape est soumise à des conditions de travail fatigantes que les. lames de ferme ture qui coagissent avec les éléments intermé- diaires à sièges. Cela est peut-être dû au fait que les éléments à sièges, latéraux sont plus rigides que les éléments à sièges intermédiai- res. Pour remédier à cette répartition inégale de fatigue, .on donne, selon une autre dispo sition, aux passages d'admission 16 ou 16A. qui se trouvent ménagés dans les éléments latéraux à sièges une, section inférieure à celle qui est prévue pour chaque siège de soupape, dans les éléments intermédiaires. On adoucit ainsi les conditions de travail pour les deux lames de fermeture extrêmes. A cet effet, on réduit la profondeur (mesurée dans la direc tion des boulons de traction 21 ou 21A) des passages 16 ou 16A.

Bien entendu, une plaque amortisseur -de chocs telle que montrée par les fig. 10 à 13 peut être utilisée en combinaison avec une lame auxiliaire disposée en arrière de la lame de fermeture, ainsi que cela a été montré par les fig. 1 à 9. En outre, chacune des combi naisons de lames décrites ci-dessus peut être utilisée, aussi bien dans une soupape ayant des lames séparées (fig. 1 à 9) que dans une soupape ayant des lames obtenues par paires à l'aide du pliage d'une tôle commune.

Claims (12)

1. REVENDICATION Soupape de retenue, notamment pour com presseurs, ayant au moins un élément de fer meture en forme de lame élastique suscepti ble de subir des. déformations entre un siège et une surface :de butée, afin d'ouvrir, sous l'influence :d'une différence de pression, un passage convergent-divergent, pour le fluide qui devra traverser la soupape, tandis que la lame prend sa position de fermeture, sous l'influence de sa propre élasticité, lorsqu'il n'y a pas de différence de pression entre ses faces opposées, et caractérisée par le fait qu'au moins une lame élastique additionnelle est juxtaposée à ladite lame de fermeture. SOUS-REVENDICATIONS: 1. Soupape selon la revendication, carac térisée par le fait que la lame additionnelle est ,disposée entre la lame de fermeture et la surface de butée correspondante.
2. 2. Soupape selon la revendication, carac térisée par le fait que la longueur de la lame additionnelle mesurée de son bord fixe à son bord libre est au moins égale à deux tiers de la longueur de la lame de fermeture, tandis que les largeurs des lames sont sensiblement les mêmes.
3. 3. Soupape selon la revendication, carac térisée par le fait que la lame additionnelle, lorsqu'elle est libre de toute contrainte exté rieure, est courbée de façon telle qu'elle tourne sa surface concave vers le siège qui est plan.
4. 4. Soupape selon la revendication et la sous-revenâication 3, caractérisée par le fait que la lame de fermeture est plane, lorsqu'elle est libre de toute contrainte extérieure.
5. 5. Soupape selon la revendication, carac térisée par le fait que la lame additionnelle est munie, sur sa surface qui est tournée vers la surface de butée, d'irrégularités destinées à faciliter la sortie et la rentrée du fluidr: dans l'espace se trouvant entre ladite lame et la surface de butée.
6. 6. Soupape selon la revendication et la sous-revendication 5, caractérisée par le fait que la lame additionnelle présente des sail lies embouties peu profondes et réparties dans une zone qui s'étend à partir du bord libre de la lame sur une fraction seulement de la hauteur & cette dernière.
7. 7. Soupape selon la revendication, carac térisée par le fait que la lame de fermeture coagit directement avec le siège, tandis que la lame additionnelle se trouve du côté opposé de la lame de fermeture.
8. 8. Soupape selon la revendication, carac térisée par le fait que le siège est recouvert par une lame additionnelle dans laquelle est ménagée une ouverture qui se trouve en re gard de la lumière d'admission ménagée dans la surface formant le siège.
9. 9. Soupape selon la revendication, carac térisée par le fait qu'elle a au moins un élé ment intermédiaire à siège et que la largeur des parties terminales de cet élément, vues dans une direction normale aux sièges, aug mente dans la direction allant des bossages dudit élément, qui sont destinés à la traver sée de boulons de traction, vers une partie transversale de ce même élément. 14.
10. Soupape selon la revendication, carac térisé par le fait qu'elle a au moins un élé ment intermédiaire à siège comportant deux parties terminales, une partie transversale réunissant entre elles lesdites parties termi nales et .des fourchons suspendus sur la partie transversale et disposés dans l'intervalle entre les parties, terminales, afin de soutenir les la mes, lorsque la soupape est fermée, et que chacune des parties terminales des éléments intermédiaires est entretoisée par une nervure qui s'étend entre lesdites parties terminales et le fourchon voisin.
11. 11. Soupape selon la revendication, carac térisée par le fait que ses éléments à siège comportent des bossages et des fourchons, ces derniers s'étendant vers l'extrémité d'entrée de la soupape et servant à soutenir les lames flexibles de la soupape et que les bossages et fourchons de l'un de deux éléments voisins sont munis, au voisinage .de l'extrémité d'en trée de la soupape, de découpures dans les quelles s'engagent des talons prévus sur les fourchons et les bossages de l'autre élément à, siège faisant partie de ladite paire, les sur faces intérieures de ces talons s'étendant au- dessous du pli formé par une feuille de tôle pliée, de façon à avoir une section en forme d'épingle à cheveux et à constituer une paire de lames.
12. 12. Soupape selon la revendication, carac térisée par le fait qu'elle comporte des élé ments latéraux à sièges et des éléments inter- médiaires à sièges, chacun de ces éléments étant muni d'un passage pour l'admission du fluide et que les passages ménagés dans les éléments latéraux à sièges ont une section inférieure à celle des passages prévus dans les éléments intermédiaires pour chacun des sièges .de soupape que comportent ces derniers éléments.