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"Perfectionnements aux soupapes équilibrées"
La présente invention se rapporte aux soupapes équilibrées que l'on utilise pour régler l'écoulement d'un fluide sous pression, tel que de
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la. vapeur} de'l 'eau oud'autres fluides: Ces sou- papes sont employées généralement lorsqu'il
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s'agit de pressions relativement élevées et elles ont des dimensions relativement grandes.
L'objet de la présente invention est une soupape perfectionnée qui est exactement équili- brée dans ce sens que les surfaces des deux dis- ques de cette soupape sont égales et qu'il e est de même des sections de passage des deux sièges ce qui exclut toute possibilité de déséquilibre dû à une différence de surface des disques ou à une différence de section de passa- ge des sièges de la soupape.
L'invention vise également une soupape exactement équilibrée dans laquelle les sièges, la tige, les disques et les autres parties intérieures (qui, dans ce qui suit, seront désignées dans leur ensemble par l'expres- sion "corpsde soupape") peuvent être constitués par une matière appropriée telle que du laiton, du métal Monel, ou un autre métal résistant à la corrosion, la cage étant construite en une matière moins .chère et plus résistante aux ac- tions mécanique s étoile que la fonte, ou l'acier fondue la tige de la soupape, les disques, les sièges, etc...
pouvant cependant être montés facilement, d'une façon appropriée, dans la cage avec laquelle ils coopèrent,
L'invention a également pour objet une soupape équilibrée dans laquelle il est tenu compte de la dilatation et de la contraction des organes en raison de la température et, particulièrement, une soupape dans laquelle le corpade soupape comprend, d'une part, des sièges accouplés de façon à former un ensemble et, d'autre part des,
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disques de soupapes, ou d'autresorganesanalogues, coopérant avec les sièges et accouplés de façon à former un ensemble, les deux ensembles pouvant être d'une même matière (lui ait, par conséquent, le même coefficient de dilatation.
L'invention a trait également à une soupape dont les éléments du corps de soupape, construits de la, façon qui vient d'être indiquée, sont reliés à la cage en
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-//%Me'</ eMM métal eDul' de façon maintenir des con- tacts étanches et, de façon que ceux-ci ne soient pas affectés par la dilatation et par la contrac- tion.
D'autres objets de la présente invention sont évidents ou apparaîtront avec plus de détails dans ce qui suit:
Sur le dessin annexé:
La fig. 1 représente une élévation avec coupe longitudinale partielle d'un des modes de réalisation de la présente invention;
La fig. 2 est une vue analogue représentant un autre mode d'exécution de ladite invention'.
La soupape représentée sur la fig. 1 com- prend une cage extérieure 1,de la forme usuelle, qui peut être construite en un métal résistant approprié quelconque, tel que de la fonte ou de l'acier fondu. La soupape est en forme de T et présente des parties extrêmes 2 conformées d'une façon appropriée pour qu'on puisse les relier aux tuyauteries d'amenée et de décharge, la soupape présentant un prolongement latéral 3 que traverse l'extrémité de la tige de soupape et qui porte le presse-étoupe non représenté.
A l'intérieur de
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la cage, entre les tubulures d'arrivée et de déchar- ge de la cage, est disposée une cloison 4 présen- tant des parois supérieure et inférieure 5 et 6 disposées à une certaine distance l'une de l'autre de la façon habituelle, laquelle paroi présente des ouvertures de même axe, destinées à recevoir le corps. de la soupape.
Ce corps de soupape comprend un organe 7 d'une forme générale tubulaire (désigné dans ce qui suit par l'expression "organe tubulaire"') qui passe à travers les deux parois 5 et 6 et qui, entre ces deux parois, présente plusieurs ouver-
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tares latérales 8, généralement au n#nbre deze ./ séparées par des franonta de paroi longitudinale 9. A sa partie inférieure, l'organe tubulaire 7 présente un élargissement désigné par 10 et il est fileté en 11 pour qu'on puisse le visser à fond dans l'ouverture de la paroi inférieure 6, dans une position où son épaulement conique 12 repose sur
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une tJill' Llu C01'1'u 31JL1iiL11J.iila du lu. iJiA1"L1i G du La c.;r4,c,, de façon à former un joint étanche.
Il est évident que le diamètre intérieur de l'ouverture de la paroi supérieure 5 est suffi- samment large pour permettre le passage de la par- tie de l'organe tubulaire 7 qui présente le plus grand diamètre extérieur (au niveau de 1'épaulement 12). à sa partie supérieure, l'organe tubulaire 7 est élargi également de façon à constituer une partie -cylindrique 13 dont la périphérie s'ajuste exactement à glissement à l'intérieur de la partie la plus étroite de l'ouverture de la paroi supé- rieure. Au-dessus de la partie cylindrique 13,
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l'organe tubulaire présente une rainure annulaire 14 qui constitue une plaque annulaire relativement
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l!1inoo. ou bride 15, o,\.t-d()Ifjl; de laquelle l'organe tubulaire est réduit de nouveau.
A sa partie supé- rieure, l'organe tubulaire présente deux ou plu- sieurs saillies, ou projections 16 qui s'éten- dent vers le haut et auxquelles on peut appliquer un outil convenable pour faire tourner ledit organe tubulaire ou pour le manipuler de toute autre façon. La cage 1 est conformée, au niveau de l'ouverture de la paroi supérieure 5, de façon à constituer un épaulement annulaire 17 destiné à recevoir le bord extérieur de la bride mince 15, laquelle est maintenue ou serrée sur ledit épaulement par l'anneau de blocage 18 qui est vissé dans la paroi supérieure 5 de la cage et qui est pourvu de saillies 19 permettant sa manoeuvre.
Les parties élargies supérieure et infé- rieure de l'organe tubulaire 7 présentent des sièges supérieur et inférieur coniques 20 et 21 respectivement,de même diamètre de sorte que l'ouverture la plus petite, en 22, à la partie inférieure de l'organe tubulaire, a la même section de passage que l'ouverture la plus petite 23 à la partie supérieure dudit organe.
Deux disques identiques coopèrent avec lesdits sièges. un disque de soupape supérieur 24 et un disque de soupape inférieur 25, ce dernier étant vissé sur l'extrémité d'une tige 26 tandis que le premier est maintenu sur la partie conique 27 de la tige au. moyen d'un organe 28 formant écrou, organe
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dont l'extrémité supérieure est construite d'une façon convenable pour assurer son fonctionnement, par exemple en filetant cette extrémité de façon qu'elle puisse recevoir un écrou de raccord 29 destiné à serrer une tige 30 qui la prolonge.
Il est clair qu'en appliquant, avec une force plus ou moins grande, le disque de soupape supérieur 24 sur la partie conique de la tige sur laquelle il s'applique et qu'en réglant la position du disque de soupape infé- rieur sur la partie filetée de cette tige, les deux disques de soupape peuvent être amenés à une position où la distance entre ces deux disques est la même que celle qui existe entre les deux sièges coniques 20 et 21 de l'organe tubulaire.
Si l'on construit la tige de la soupape et l'organe tubulaire en la même matière, c'est-à-dire si on les construit tous deux en laiton, en métal Monel, ou en tout autre métal approprié, ou si on les construit tous deux en matières possédant le même coefficient de dilatation, les deux disques de soupape s'appliqueront toujours au même moment sur leur siège et provoqueront une fermeture com- plète des passages de la soupape. D'autre part, le corps tubulaire de la soupape est fixé rigidement, grâce aux filets 11, dansla paroi inférieure 6.
A sa partie supérieure, le corps tubulaire est fixé, sur la. paroi supérieure 5, par la périphérie de la bride mince 15 seule- ment, de façon que le corps tubulaire pris dans son ensemble puisse se. dilater et se contracter longitudinalement en pliant ou en étalant plus
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ou moins la bride mince 15, comme si celle-ci
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constituait une r ondellPenùlJ,nt cetto dilaEa- tion et cette contraction la partie plus large 13 glisse en montant et en descendant dans l'ou- verture cylindrique de la paroi supérieure dans laquelle ce prolongement est ajusté et glisse d'une façon étanche. Toutefois, le serrage de la bride 15 assure une étanchéité complète et empêche le passage du fluide autour do l'organe tubulaire.
La bride 15 peut être venue avec la cage de la soupape et serrée sur l'organe tubulaire; dans ce cas, ladite bride sera le plus souvent en acier, mais le dispositif représenté, dans lequel la bride constitue une partie intégrante de l'organe
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tubulaire en à6 st préférable.
D'ordinaire: dansce genre de soupape à organe tubulaire, on donne. en vue du montage, à l'un des disques de soupape des dimensions plus faibles qu'à l'autre, de façon que le premier puisse passer à travers l'ouverture la.plus large de la soupape pour atteindre son siège, plus petit, disposé dans l'autre paroi mais, évidemment, une disposition semblable crée un état de déséquilibre.
Dans la construction représentée, les deux sièges ont la même section de passage et les deux disques de soupape ont une surface égale. Des dispositions spéciales sont prises pour le montage des organes en raison de ce fait. Dans le dispositif représenté sur la fig. l, les surfaces internes des bras longitudinaux, ou parties de paroi,9 constituent un prolongement de la surface interne de forme générale cylindrique de l'organe tubu-
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ladre do sorte que ce dernier constitue un guide pour les disques de soupape.
Par conséquent, dans une région du voisinage des ouvertures 8 et ainsi qu'on l'a indiqué,au-dessous desdites ouvertures, ladite surface interne de l'organe tubulaire pré- sente des rainures annulaires constituant un re- trait 31 qui créent un espace supplémentaire dans lequel on peut faire tourner ou faire basculer le disque 24 pour lui donner une position trans- versale, après qu'on l'a poussé à l'intérieur, à travers l'une des ouvertures 8. En d'autres termes, lorsqu'on assemble ces organes, le dis- que de soupape supérieur 24 est Maintenu de façon
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0uo son plan général soit arallèle; l'axe de l'organe tabulaire et on le fait pénétrer en poussant à travers une ouverture 8.
On le fait descendre ensuite et on pousse son bord extérieur de façon à le faire pénétrer dans le retrat 31, ce qui permet de le faire tourner pour lui faire prendre une position à angle droit par rapport à la première; on centre ensuite le disque dans l'organe tubulaire et on le fait remonter jusqu'à ce qu'il vienne occuper sa position, sur son siège supérieur. On assemble ensuite avec le disque 24 la tige 26, sur laquelle est fixé le disque 25 et on procède au réglage nécessaire pour mettre les deux disques à la même distance que celle qui exista entre leurs sièges.
On comprendra aisément, qu'en raison de la construction et de la disposition des organes dé- crits plus haut, l'organe tubulaire 7 pris dans son ensemble, y compris les disques de soupape
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montes en place dans ledit organe tubulaire b- être retirer facilement à travers l' QÚverture ménagée pour la tige de soupape dans le prolon- gement latéral 3 de la cage de la soupape.
Il est bien entendu que si l'on désire retirer, d'un seul bloc, à travers l'ouverture de passage' de la tige, l'organe tubulaire 7 et les parties qui sont montées sur ledit organe tubulaire, il suffit de desserrer l'anneau de blocage 18, en agissant sur les saillies 19, et de dévisser en- suite la partie filetée 11 de l'organe tubulaire après quoi celui-ci peut être retiré facilement d'un seul bloc à travers ladite ouverture prati- quée dans le prolongement latéral 3 de la cage 1.
Bion que no genre de manipulation d'une soupape dans son ensemble soit bien connu dans les soupa- pes ordinaires du type à cage sphérique compor- tant un seul siège et un seul obturateur, cette manipulation était irréalisable pour les soupapes équilibrées qui, généralement, sont très grandes ot très lourdes. Il fallait, jusqu'à présent, pour ces soupapes équilibrées, démonter la tuyau- tarie et retirer la soupape entière quand des réparations étaient nécessaires. Il est clair que ceci constitue souvent une opération coûteuse et laborieuse.
Par contre, dans la construction qui fait l'objet de la présente invention, l'ob- turateur et la cage tubulaire peuvent être enlevés soit séparément, soit en un seul bloc, à travers l'ouverture ménagée pour la tige dans la cage de la soupape lorsqu'on désire effectuer les réparations ou les remplacements des parties
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usées ou endommagées, tous les organes pouvant être ensuit romis or. place sans nécessita de démonter la tuyauterie. Ceci constitue un avantage important qui résulte de la construction, conformément à la présente invention, de la soupape et de l'organe tubulaire.
Les ouvertures 8, indiquées sur la fig. 1, présentent des prolongements 32 en forme de V et, dans le prolongement inférieur 33 du corps tubu- laire, on a découpé des parties 34, également en forme de V, de façon que, lorsque l'on fait remon- ter la tige de soupape vers une position où la sou- pape est ouverte, l'ouverture s'effectue progres- sivement etgraduellement et non pas brusquement comme @ ce serait le cas si les bords extrêmes des ouvertures se présentaient tous Lieux dansle sens transversal.
En outre, le corps tubulaire est pourvu, à sa surface interne, vis-à-vis des extré- mités des prolongements 32 en forme de V ou des parties découpées 34 en forme de V, de rainures annulaires ou canaux 35 se trouvant chacun immédia- tement au-dessous de l'un des sièges de soupape
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C'est pourquoilorsque soupape 20 et 21.
C'est pourquoi lorsue .La soupape est entr' ouverte très légèrement, le fluide qui passe à travers les ouvertures restreintes des extrémités dès extrémités des prolongements en forme de V, se distribue suivant un anneau autour de la cir-
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confuronco ontjiorc du dixq<>a do ooupo-pe et se répartit, par conséquent, d'une façon égale sur toutes les parties du siège, ce qui empêche, dans une large mesure, le laminage et l'usure qui se produisent généralement sur les sièges des
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disques lorsqu'on cherche à régler l'écoulement du fluide.
Dans la forme représentée sur la fig. l, les deux disques de soupape s'appliquent de bas en haut sur leurs sièges. Dans le dispositif repré- senté sur la fig. 2, les disques de soupape s'ap-' pliquent sur leurs sièges de haut en bas. Ici également les ouvertures 8a du corps tubulaire ont une forme rectangulaire et le canal annulai- re 31a se trouve à la partie supérieure dudit corps tubulaire et non à sa partie inférieure.
Sauf pour ce détail la construction dans son ensemble est la même.
REVENDICATIONS
1. Une soupape équilibrée, comprenant une cage, caractérisée par un organe comportant deux sièges de soupape (solidaires) d'une section de passage identique et une tige de soupape portant deux disques de soupape qui coopèrent avec lesdits sièges.
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"Improvements to balanced valves"
The present invention relates to balanced valves which are used to regulate the flow of a pressurized fluid, such as
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the. vapor} of water or other fluids: These valves are generally used when
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these are relatively high pressures and they have relatively large dimensions.
The object of the present invention is an improved valve which is exactly balanced in the sense that the surfaces of the two discs of this valve are equal and that the passage sections of the two seats are likewise. excludes any possibility of imbalance due to a difference in the surface of the discs or to a difference in the flow section of the valve seats.
The invention is also directed to an exactly balanced valve in which the seats, stem, discs and other interior parts (which, in what follows, will be referred to as a whole by the expression "valve body") can be. made of a suitable material such as brass, Monel metal, or other corrosion resistant metal, the cage being constructed of a material less expensive and more resistant to mechanical action than cast iron, or molten steel valve stem, discs, seats, etc.
can, however, be mounted easily, in a suitable manner, in the cage with which they cooperate,
The subject of the invention is also a balanced valve in which account is taken of the expansion and contraction of the organs due to the temperature and, particularly, a valve in which the valve body comprises, on the one hand, seats coupled so as to form a whole and, on the other hand,
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valve discs, or other analogous organs, cooperating with the seats and coupled so as to form an assembly, the two assemblies possibly being of the same material (it therefore has the same coefficient of expansion.
The invention also relates to a valve in which the elements of the valve body, constructed in the manner which has just been indicated, are connected to the cage in
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- //% Me '</ eMM metal eDul' so as to maintain tight contacts and, so that these are not affected by expansion and contraction.
Other objects of the present invention are evident or will appear in more detail in the following:
On the attached drawing:
Fig. 1 shows an elevation with partial longitudinal section of one of the embodiments of the present invention;
Fig. 2 is a similar view showing another embodiment of said invention.
The valve shown in fig. 1 comprises an outer cage 1, of the usual form, which may be constructed of any suitable strong metal, such as cast iron or molten steel. The valve is T-shaped and has end parts 2 shaped in a suitable manner so that they can be connected to the supply and discharge pipes, the valve having a lateral extension 3 through which the end of the rod passes. valve and which carries the not shown stuffing box.
Inside of
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the cage, between the inlet and discharge pipes of the cage, is arranged a partition 4 having upper and lower walls 5 and 6 arranged at a certain distance from each other in the usual way , which wall has openings of the same axis, intended to receive the body. of the valve.
This valve body comprises a member 7 of generally tubular shape (hereinafter designated by the expression "tubular member" ') which passes through the two walls 5 and 6 and which, between these two walls, has several open
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lateral tares 8, generally with the n # nbre deze ./ separated by longitudinal wall franonta 9. At its lower part, the tubular member 7 has an enlargement designated by 10 and it is threaded at 11 so that it can be screwed. fully into the opening of the lower wall 6, in a position where its conical shoulder 12 rests on
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a tJill 'Llu C01'1'u 31JL1iiL11J.iila du lu. iJiA1 "L1i G du La c.; r4, c ,, so as to form a tight seal.
Obviously, the inside diameter of the opening of the top wall 5 is large enough to allow the passage of the part of the tubular member 7 which has the largest outside diameter (at the level of the shoulder. 12). at its upper part, the tubular member 7 is also widened so as to constitute a cylindrical part 13 whose periphery fits exactly to slide inside the narrowest part of the opening of the upper wall. higher. Above the cylindrical part 13,
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the tubular member has an annular groove 14 which constitutes an annular plate relatively
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l! 1inoo. or flange 15, o, \. t-d () Ifjl; from which the tubular organ is reduced again.
At its upper part, the tubular member has two or more protrusions, or projections 16 which extend upward and to which a suitable tool can be applied to rotate said tubular member or to manipulate it from the outside. any other way. The cage 1 is shaped, at the level of the opening of the upper wall 5, so as to constitute an annular shoulder 17 intended to receive the outer edge of the thin flange 15, which is held or clamped on said shoulder by the ring locking 18 which is screwed into the upper wall 5 of the cage and which is provided with projections 19 allowing its operation.
The enlarged upper and lower portions of the tubular member 7 have conical upper and lower seats 20 and 21 respectively of the same diameter so that the smaller opening, at 22, at the lower portion of the member tubular, has the same passage section as the smaller opening 23 in the upper part of said member.
Two identical discs cooperate with said seats. an upper valve disc 24 and a lower valve disc 25, the latter being screwed onto the end of a rod 26 while the former is held on the conical portion 27 of the rod. means of a member 28 forming a nut, member
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the upper end of which is constructed in a manner suitable for ensuring its operation, for example by threading this end so that it can receive a connecting nut 29 intended to tighten a rod 30 which extends it.
It is clear that by applying, with greater or less force, the upper valve disc 24 to the conical part of the stem on which it is applied and by adjusting the position of the lower valve disc to the threaded part of this rod, the two valve discs can be brought to a position where the distance between these two discs is the same as that which exists between the two conical seats 20 and 21 of the tubular member.
If the valve stem and the tubular member are constructed from the same material, i.e. whether they are both constructed of brass, Monel metal, or any other suitable metal, or Both constructed from materials having the same coefficient of expansion, the two valve discs will always apply to their seats at the same time and cause complete closure of the valve passages. On the other hand, the tubular body of the valve is rigidly fixed, thanks to the threads 11, in the lower wall 6.
At its upper part, the tubular body is fixed, on the. upper wall 5, by the periphery of the thin flange 15 only, so that the tubular body taken as a whole can stand. expand and contract longitudinally by bending or spreading more
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or less the thin flange 15, as if the latter
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was a r ondellPenùlJ, nt cetto expansion and this contraction the wider part 13 slides up and down in the cylindrical opening of the upper wall in which this extension is fitted and slides in a sealed manner. However, the tightening of the flange 15 ensures a complete seal and prevents the passage of fluid around the tubular member.
The flange 15 can be fitted with the valve cage and clamped on the tubular member; in this case, said flange will most often be made of steel, but the device shown, in which the flange constitutes an integral part of the member
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tubular in 6 st preferable.
Usually: in this kind of valve with a tubular organ, we give. for mounting, to one of the smaller valve discs than the other, so that the first can pass through the larger opening 1a of the valve to reach its seat, smaller , disposed in the other wall but, obviously, a similar arrangement creates a state of imbalance.
In the construction shown, the two seats have the same passage section and the two valve discs have an equal surface. Special arrangements are made for the assembly of the components due to this fact. In the device shown in FIG. 1, the internal surfaces of the longitudinal arms, or wall parts, 9 constitute an extension of the generally cylindrical internal surface of the tubular member.
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scale so that the latter forms a guide for the valve discs.
Consequently, in a region in the vicinity of the openings 8 and as has been indicated, below said openings, said internal surface of the tubular member has annular grooves constituting a recess 31 which create a recess 31. additional space in which the disc 24 can be rotated or tilted to give it a transverse position, after it has been pushed in, through one of the openings 8. In other words , when these components are assembled, the upper valve disc 24 is held so
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Or its general plan is arallel; the axis of the tabular organ and is made to penetrate by pushing through an opening 8.
It is then lowered and its outer edge is pushed so as to make it penetrate into retrat 31, which allows it to be rotated to make it take a position at right angles to the first; the disc is then centered in the tubular organ and it is brought up until it comes to occupy its position, on its upper seat. The rod 26, on which the disc 25 is fixed, is then assembled with the disc 24 and the necessary adjustment is carried out to put the two discs at the same distance as that which existed between their seats.
It will easily be understood that, owing to the construction and the arrangement of the members described above, the tubular member 7 taken as a whole, including the valve discs
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mounted in place in said tubular member b- be easily removed through the opening provided for the valve stem in the lateral extension 3 of the valve cage.
It is understood that if it is desired to remove, in a single block, through the passage opening 'of the rod, the tubular member 7 and the parts which are mounted on said tubular member, it suffices to loosen the locking ring 18, acting on the protrusions 19, and then unscrewing the threaded part 11 of the tubular member, after which the latter can be easily withdrawn in one piece through the said opening made in the lateral extension 3 of the cage 1.
Although no kind of manipulation of a valve as a whole is well known in ordinary ball cage type valves with a single seat and a single plug, this manipulation was impractical for balanced valves which generally are very large ot very heavy. Until now, these balanced valves had to disassemble the tubing and remove the entire valve when repairs were needed. It is clear that this is often an expensive and laborious operation.
On the other hand, in the construction which is the object of the present invention, the shutter and the tubular cage can be removed either separately or as a single unit, through the opening made for the rod in the cage. the valve when you want to carry out repairs or replacements of parts
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worn or damaged, all parts can then be broken or damaged. place without the need to dismantle the piping. This constitutes an important advantage which results from the construction, in accordance with the present invention, of the valve and of the tubular member.
The openings 8, shown in fig. 1, have V-shaped extensions 32 and, in the lower extension 33 of the tubular body, parts 34 have been cut, also V-shaped, so that, when the rod is raised valve to a position where the valve is open, the opening takes place gradually and gradually and not abruptly as would be the case if the end edges of the openings were all present in the transverse direction.
Further, the tubular body is provided at its inner surface, opposite the ends of the V-shaped extensions 32 or the V-shaped cutouts 34, with annular grooves or channels 35 each located immediately. - firmly below one of the valve seats
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This is why when valve 20 and 21.
This is why when the valve is opened very slightly, the fluid which passes through the restricted openings of the ends from the ends of the V-shaped extensions, is distributed in a ring around the circumference.
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confuronco ontjiorc du dixq <> a do ooupo-pe and is therefore distributed evenly over all parts of the seat, which to a large extent prevents the rolling and wear that usually occurs on the seats of
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discs when trying to regulate the flow of fluid.
In the form shown in FIG. l, the two valve discs are applied from bottom to top on their seats. In the device shown in FIG. 2, the valve discs fit over their seats from top to bottom. Here also the openings 8a of the tubular body have a rectangular shape and the annular channel 31a is located at the upper part of said tubular body and not at its lower part.
Except for this detail the construction as a whole is the same.
CLAIMS
1. A balanced valve, comprising a cage, characterized by a member comprising two valve seats (integral) with an identical passage section and a valve stem carrying two valve discs which cooperate with said seats.