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"PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE CONTROLE DE PRESSION"
L'invention est relative aux systèmes de contrôle dé pression et elle a pour objet un système de contrôle de pres-
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sion comportant des moyens pour limiter automatiquement la d IWÀ4. &Ii-( pression effective àeuneypreosiea- d'une- 94ete. de pressions critiques.
Conformément à l'invention, il est prévu plusieurs moyens de contrôle de pression pouvant agir à différentes pressions critiques et des moyens pour rendre inactifs les moyens de contrôle de pression au-dessous d'une pression ori- tique désirée. Les moyens de contrôle de pression au-dessous de la pression oritique désirée sont rendus automatiquement inactifs lors du fonctionnement de certains dispositifs de
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commande que oomporte le système.
L'invention consiste, en outre, en un mécanisme perfeotionné et des moyens pour limiter les pressions, dont un exemple est donné dans le dessin annexé, dans lequel :
La figure 1 est une vue schématique d'un système à fluide sous pression comportant un dispositif de contrôle de pression construit conformément à l'invention,
La figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne brisée 2-2 de la figure 3, montrant un dispositif de distribution hydraulique,
La figure 3 est une vue en coupe faite suivant la ligne brisée 3-3 de la figure 2,
La figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne brisée 4-4 de la figure 5,
La figure 5 est une vue en coupe, à plus grande échelle, faite suivant la ligne 5-5 de la figure 3,
La figure 6 est une vue analogue montrant les or- ganes dans une position différente,
La figure 7 est une vue à plus grande échelle, partie en élévation et partie en ooupe, la coupe étant faite suivant la ligne 7-7 de la figure 2,
La figure 8 est une vue analogue montrant les organes dans une position différente,
La figure 9 est une vue en coupe verticale avec des parties en élévation et montre une partie du dispositif pour limiter la pression, la coupe étant faite suivant la ligne 9-9 de la figure 1,
La figure 10 est une vue en plan de dessus d'une autre partie du dispositif pour limiter la pression,
La figure 11 est une vue détaillée en coupe,
La figure 12 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle,
faite suivant la ligne 12-12 de la
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figure 10.
Dans le dessin, la figure 1 représente schématique- ment un système de contrôle de la pression d'un fluide appliqué à une presse de tréfilage. Dans ce système, certains éléments de la presse sont actionnés sous une pression relativement élevée et d'autres éléments sous une pression relativement faible, Comme expliqué plus en détail ci-après, l'invention dans son ensemble comprend des moyens pour limiter automatique- ment la pression effeotive à une pression d'une série de pres- sions critiques prédéterminées.
¯La presse représentée ioi comporte un plongeur 115 monté sur une traverse 116 qui glisse sur des barres hori- zontales appropriées (non représentées). La traverse 116 est actionnée pour déplaoer le plongeur en avant au moyen d'un piston hydraulique 123 qui est fixé à la traverse. Ce piston
123 se déplace dans un cylindre 124 relié à la conduite principale de iluide sous pression, comme décrit plus loin.
La traverse 116 est ramenée en arrière à l'aide de deux pistons hydrauliques 130 qui se déplacent dans des cylindres
132 relativement petits, reliés directement à la conduite principale. Ces cylindres étant soumis à une pression oons- tante, c'est-à-dire à la pression oontinue d'une pompe, ils ont tendance à ramener la traverse en arrière, mais en raison de leur dimension relativement faible, ils n'agissent que lorsque le grand cylindre 124 est à l'échappement.
La billette à expulser ou à refouler est maintenue par un support 132 monté sur une traverse 138 qui glisse sur les tiges ou barres horizontales oi-dessus mentionnées.
Le déplacement de la traverse 138 est effectué par des tiges de piston 142 reliées à la traverse et auxquelles sont fixés des pistons 143 se déplaçant dans des cylindres hydrauliques 144. La traverse 138 est déplacée dans un
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sens, c'est-à-dire vers la gauche comme on le voit figure 1, par un fluide dont la pression est contrôlée par une soupape, comme décrit plus loin et dans le sens opposé par une pression constante de retour.
Comme cette pression constante de retour s'exerce sur une surface de piston plus petite, elle n'agit que lorsque la pression contrôlée cesse de s'exercer,
Un coulisseau 148 se déplace transvesalement à l'axe de la chambre du support 134 et du plongeur 115; ce ooulisseau est actionné par une tige de piston 149 qui y est fixée et est pourvue d'un piston se déplaçant dans un cylindre hydraulique 150. Ce dispositif est aotionné de la même manière que la traverse 138, c'est-à-dire par une pression variable et une pression de retour constante.
La billette est introduite dans le support 134 par un organe de poussée, 170, Cet organe de poussée est porté par l'extrémité d'une tige de piston 174 attachée à un piston se déplaçant dans un cylindre hydraulique 175 et actionné par une pression variable et une pression de retour constante.
Pour détacher du lopin la matière refoulée ou ex- pulsée, il est prévu un dispositif affectant la forme de cisailles.
La figure 1 représente un dispositif de distribu- tion 323 pour le cylindre hydraulique 124 du plongeur principal. Des dispositifs analogues sont indiqués en 327 pour le dispositif de commande du support 134, en 329 pour le dispositif de commande du ooulisseau, en 341 pour le dis- positif de commande de l'organe de poussée et en 344 pour le dispositif de commande des cisailles. Le dessin représente en . détail un exemple de ces dispositifs.
En se reportant plus particulièrement aux figures 2 à 8, on voit que le dispositif de distribution représenté
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dans oes figures comprend une enveloppe 428 comportant une chambre de soupape 427 avec laquelle communique un tuyau d'admission 489 relié à une conduite d'eau sous pression,. par exemple la oonduite 322. L'enveloppe 428 présente une seconde ohambre de soupape 443 communiquant avec un tuyau d'évacuation 446 relié à la conduite de vidange 320 qui peut revenir au côté d'aspiration des pompes 321.
La chambre d'admission 427 est reliée à un tuyau de sortie 445, condui- sant au cylindre moteur, au moyen d'un passage transversal 440, d'un passage vertical 441, d'un second passage transver- sal 442, de la chambre d'échappement 445, et d'un passage 444. La ohambre d'échappement est en communication avec le tuyau de sortie 445, par le passage 444. Au-dessous de l'orifice dtéohappement, dans la chambre d'échappement, est disposé un siège 447 sur lequel s'applique une soupape d'é- ohappement 448. La soupape d'admission est portée par une tige 430 qui est reliée, par un dispositif d'accouplement 435, à une tige de piston 436, dont le piston 437 se déplace dans un cylindre à air 438. Le piston est actionné par un fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé, admis par une extrémité ou l'autre du cylindre.
Lorsque le piston est soulevé, il ouvre la soupape d'admission 425 et lorsqu'il descend, il ramène la soupape sur son siège. La soupape d'échappement est portée par une tige 449 qui est reliée, par un dispositif d'accouplement analogue au dispo- sitif d'accouplement 435, à une tige de piston 451. Cette dernière est identique à la tige de piston 436 et est ac- tionnée par un dispositif de commande à air analogue. Ces organes ne sont pas représentés en détail, mais la construc- tion sera facilement oomprise en se reportant aux figures 2 et 3. Les deux cylindres à air sont constitués par un bloc comnmn 4S8 comportant des pièces de fermeture inférieures
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séparées 453, 454.
L'enveloppe 428 et le bloa 452 sont reliés ensemble par des boulons 455, l'ensemble étant monté de toute manière appropriée.
Lorsque la soupape d'échappement 448 est fermée et que la soupape d'admission 425 est ouverte, de l'eau passe de la conduite principale par le tuyau d'admission 429, pour se rendre au tuyau de sortie 445 et de là au cylindre du dispositif de commande hydraulique. Lorsque la soupape d'admission est fermée et que la soupape d'échappement est ouverte, l'eau sous pression peut revenir du dispositif de commande à la conduite d'évacuation par les tuyaux 445 et 446.
Comme représenté, les cylindres du dispositif de distribution 325 sont reliés, par des tuyaux 324, à un poste central 325 comportant des robinets manoeuvrés à la main pour Incontrôlé de l'air. Le dispositif de distribution 327 pour le dispositif de support 134 et le dispositif de distribution 329 pour le ooulisseau 148 sont reliés d'une manière analogue à ce poste central, par des tuyaux 328 et 330, respectivement.
Les figures 2 à 8 inclusivement représentent éga- lement un mécanisme de contrôle automatique pour un dispositif de distribution tel que ceux mentionnés. Comme représenté, le coté antérieur du bloc '452 présente une face plate (fi- gure 3). Le cylindre 438 pour la soupape d'admission com- porte un passage supérieur 460, s'étendant de la face plate du bloc 452 à l'intérieur du cylindre, au-dessus du piston et un passage inférieur analogue 461, s'étendant ne la face plate du bloc 452 à l'intérieur du cylindre, au-dessus du piston et un passage inférieur analogue 461, s'étendant jusqu'en un point sutué au-dessous du piston.
A la face plate du bloc de cylindres 458 est boulonné un bloc 462 présentant
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/4< . .. une face supérieure ples 5 et 6) débouchent trois passages verticaux 464, 465, 466 dont deux communiquent avec le cylindre à air, le troisième étant un passage d'échappement. Dans ce but, comme représenté, le bloc 462 présente un passage supérieur transversal 467, s'étendant du passage vertical 464 et venant coïncider avec le passage 460, ainsi qu'un passage transversal inférieur 468, partant du passage vertical 465 et venant coïncider
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avec le passage 46é, ai:aai C'Ii'e. 19aaea.!&-- tra .a:e 1"0 al inf6- rieur 46Et- partant H passage 'V'el""iôl ées- et vcBant e-otn- &1& -ajwee le passage -461.
Le bloo présente un troisième passage transversal 469, s'étendant dans le sens opposé aux passages 467 et 468 et allant du passage vertical 466 à un tuyau d'échappement 470. Comme représenté, une chambre à tiroir 471 est formée dans la face plae 463 du bloo 462 et une enveloppe de soupape à côté ouvert 472 est bou- lonnée au bloc 462. A l'aide de cette construction, les trois passages verticaux 464, 465,466, débouchent directe- ment dans la ohambre 471, A la partie supérieure de l'enve- loppe de soupape 472 est relié un tuyau d'admission 473,
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raccorde d'autre part à une souroe de fluide sous pression, ' par exemple de l'air oomprimé.
Un titoir sn :kme- -tr 474 se déplace dans la chambre 471 et glisse sur la face supé- rieure du bloc 4:68, au-dessus des orifices des trois passages verticaux, l'évidement 475 de oe tiroir étant disposé pour se trouver au-dessus de l'orifice du passage intermédiaire (échappement) et de l'un ou de l'autre des orifices des pas- sages d'extrémité. suivant la position du tiroir.
Lorsque le tiroir 474 est dans la position de la figure 5, le passage 465 communique librement avec la chambre 471, mettant ainsi l'extrémité inférieure du cylindre 438 de la soupape d'admission en communication avec le fluide
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sous pression. Le tiroir 474 chevauche le passage intermé- diaire 466 et le passage d'extrémité 464, mettant ainsi l'extrémité supérieure du cylindre 438 en communication avec l'échappement. L'air passe de la chambre 471 du tiroir, par les passages 465, 468 et 461, pour arriver au cylindre et soulève le piston 437, ouvrant ainsi la soupape d'admission
435.
Dans l'intervalle, l'air se trouvant au-dessus du piston s'échappe par les passages 460, 467, 464, l'évidement 475 du tiroit, les passages 466,469 et le tuyau 470.
Lorsque le titoir 474 est amené, comme décrit plus loin, dansla position montrée figure 6, le sens de l'éccu- lement est inversé. C'est-à-dire que le passage 464 oommu- nique librement avec la chambre 474 du tiroir, et l'air passe, par les passages 467 et 460, sur la partie supérieure du piston 437, fermant ainsi la soupape d'admission 425.
Dans l'intervalle, l'air se trouvant au-dessous du piston s'éohappe par les passages 461, 468, 465, l'évidement 475 du tiroir, les passages 466, 469 et le tuyau 470.
Le tiroir 474 présente deux butées verticales en forme de fourche 478, 479, entre lesquelles est librement monté un bloc rectangulaire 480 porté par une tige de piston
481, cette dernière étant engagée dans les fourches des butées.
Cette disposition constitue une construction simple à l'aide de laquelle le tiroir' 474 est déplacé lors du mouvement du piston, le bloc 480 venant frapper contre une butée ou l'autre. Cette disposition permet également au tiroir 474 de se régler sur son siège. Une extrémité de la tige 481 porte un piston 482, de dimensions relativement grandie, comportant une bague de garniture 483 et se déplaçant clans un prolongement cylindrique 484 de la chambre 471 du tiroir.
L'extrémité de ce prolongement est fermée par un chapeau 485.
L'autre extrémité de la chambre 471 présente un prolongement
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cylindrique 486 plus petit que le prolongement 484 et ouvert à. l'atmosphère* Dans ce prolongement 486 se déplace un piston 487, de dimensions relativement faibles, également monté sur la. tige de piston. Ce dernier piston sert de sup- port pour la tige de piston et d'organe de fermeture pour l'extrémité de la chambre 471. Les faces intérieures oppo- sées des deux pistons sont soumis à l'action de la pression régnant dans la chambre 471, mais la superficie intérieure du piston 482 est plus grande que celle du piston 487.
Par conséquent, dans les conditions normales, et en supposant que l'extrémité du prolongement 484 soit ouvert à l'échappement, il existe une force effective oonstante, mesurée par la pres- sion de l'air sur l'excédent de superficie d'un piston par rapport à l'autre. qui déplace la tige de piston dans un sens, c'est-à-dire vers la gauche comme on le voit figures 5 et 6. Cette tige de piston peut être déplacée dans le sens opposé en admettant du fluide sous pression dans l'extrémité extérieure du prolongement 484. Avec la disposition non équilibrée représenter, on peut utiliser de l'air sous une pression en principe semblable à. celle régnant dans la chambre 471 du tiroir.
Lorsque cet air sous pression est admis dans la prolongement 484, ainsi qu'il va être décrit, la tige de piston est déplacé dans le sens opposé, c'est-à-dire vers la droite comme on le voit figures 5 et 6.
De la chambre 471 du tiroir part un passage longi- tudinal 490, ménagé dans le corps de l'enveloppe 472 et communiquant aveo un passage transversal 491 qui débouche sur la face extérieure de l'enveloppe. A cette faoe de l'en- veloppe 472 est boulonnée une enveloppe de soupape 492 comportant une chambre 493, de l'extrémité inférieure de laquelle part un passage transversal 494 communiquant avec le passage 491. ]le l'extrémité supérieure de la chambre de
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soupape 493 part un second passage transversal 495 oommu- niquant avec le passage transversal 496 formé dans l'enve- loppe 472 et conduisant à l'extrémité extérieure du prolon- gement 484 de la ohambre 471 du tiroir, au-delà du piston.
L'air contenu, dans la chambre de soupape peut donc passer autour du pisto 482, par les passages 490,491, 494, la chambre de soupape 493 et les passages 49be 496. Les parties sup érieure et inférieure de la chambre de soupape 493 sont . séparées par un siège de soupape 497 sur lequel s'applique une soupape de contrôle conique 498. Lorsque cette soupape est fermée, le conduit de by-pass est ooupé et le dispositif de tiroir est sous sa pression effective normale (figure 57.
Toutefois, lorsque la soupape 498 est ouverte, l'air passe de la chambre du tiroir, dans l'extrémité extérieure du pro- longement 484 pour déplacer le tiroir en sens inverse (fi- gure 5), comme décrit ci-dessus. Pour pettre le prolongement
484 à l'échappement, pendant que la soupape 498 est fermée un siège de soupape 499 est disposé à la partie supérieure de la chambre de soupape 493 et au-delà de ce siège 499 se trouve un passage débouchant dans l'atmosphère. Sur ce diège de soupape 499 s'applique une soupape conique 500,
Les deux soupapes coniques 498 et 500 sont portées par une tige de soupape commune 501 et sont disposées de façon que, lorsqu'une soupape est ouverte, l'autre soit fermée.
La sou- pape 500 est une soupape d'échappement contrôlant la oommu- nication entre l'intérieur et l'extérieur de l'enveloppe de soupape 492. Lorsque la soupape 498 est ouverte pour faire passer l'air par le conduit de by-pass, la soupape 500 est fermée pour olore la chambre de soupape 493. Lorsque la soupape de contrôle 498 est fermée, pour olore le conduit de by-pass, la soupape 500 est ouverte, de sorte que l'air venant de l'extrémité extérieure du prolongement 484, s'échappe par
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les passages 496, 495 et la ohambre de soupape 493, lorsque la tige de piston 481 se déplace sous l'action de la pression normale.
Pour actionner la soupape de contrôle du conduit de by-pass, l'extrémité supérieure de la tige de soupape 501 est reliée pardon dispositif d'accouplement 502, au noyau 503 d'un solénoïde. Ce solénoïde comporte un enroulement 504 et une enveloppe 505 et est de toute construction appropriée.
Entre la base de la,soupape 498 et un écrou 506 est disposé un ressort de rappel 507. Le dispositif de distribution comporte une pièce de guidage 508 glissant dans l'écrou 506.
Lorsque le solénolde est excité, le mouvement résultant du noyau abaisse la tige de soupape commune 501, fermant ainsi la soupape d'échappement 500 et ouvrant la soupape 498 de contrôle du conduit de by-pass. Cette position est réprésentée figure 7 et correspond à la figure 6 dans laquelle le tiroir 474 est déplacé vers la droite par l'air empruntant le conduit de by-pass. Lorsque le solénoïde est désexcité, le ressort de rappel 507 sert à inverser le déplacement de la tige de soupape commune 501 fermant ainsi la soupape 498 et ouvrant la soupape 500.
Cette position est représentée figure 8 et correspond à la figure 5 dans laquelle le tiroir 474 est déplacé vers la gauche par la pression normale existant dans la ohambre du tiroir, le fluide ayant précédemment emprunté le conduit de by-pass s'échappant comme décrit.
Comme représenté, le déplacement du piston vers la droite, comme on le voit figures 5 et 6, est limité par une patte d'arrêt 511 aveclaquelle s'engage l'extrémitéde la tige de piston. A l'autre extrémité, l'organe de fermeture 485 sert d'arrêt pour l'extrémité. extérieure de la tige de piston, afin de limiter le déplacement vers la gauche. Ce dispositif d'arrêt évite d'avoir à utiliser le tiroir 474
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pour l'arrêt et de oette manière il ne gêne pas le mouvement
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âe ce tiroir.
La construction décrite, comprenant le troix 44 ses pistons de commande, son système de commande à air et la soupape de contrôle à solénoïde, constitue un
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exemple d'un dispositif sélecteur d'écoulement de l'air qui d âma-- v4Âe- y . peut être appelé "dispositif ais18ai&B magnétique".
Les caractéristiques décrites ci-dessus sont celles combinées avec la soupape d'admission du dispositif hydrauli- que. Un dispositif de contrôle analogue est oombiné aveo la soupape d'échappement et il est inutile de le représenter ou de le décrire en détail. La figure 2 représente un bloc 462a, boulonné à la face commune de l'enveloppe de cylindre 452 et qui est identique au bloc 462; ce bloo 462 a occupe la même position par rapport au cylindre de la soupape d'é- ohappement que le bloo 462 vis à via du cylindre de la soupape d'admission. Sur le bloc 462 est disposée une enve- loppe de tiroir 472a qui est identique à l'enveloppe de tiroir 472.
Il est entendu que cette enveloppe renferme un tiroir en forme de D, des pistons de commande et d'autres organes identiques à ceux précédemment décrits. La figure 2 montre également un dispositif de solénoïde identique à celui déjà déorit.C'est-à-dire que les deux dispositifs de distri- bution comportent des dispositifs de contrôle agissant indé- pendamment, de sorte que la soupape d'admission et la soupape d'échappement peuvent être actionnées indépendamment;
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Dans le cas des dispositifs de distribution hydrau- ligues . 641 6*±, les 8--t' aont plaoées liques - 341 et fflo les soupapee- sont placées un poste central 335 et sont reliées, par des tuyaux 342, 343 et 345, 346, respectivement, aux cylindres des dispositifs de distribution hydrauliques.
Dans certains systèmes hydrauli- ques, il est désirable d'utiliser une pression relativement
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élevée pour certaines opérations et une pression relativement faible pour d'autres opérations. Par exemple, dans l'appareil décrit ci-dessus, alors que le plongeur prin- oipal et le dispositif de rappel du support 134 stnt ac- tionnés à une pression élevée, par exemple 350 kgs par oenti- mètre. carrée il est désirable d'éviter cette pression élevée dans le fonctionnement des autres dispositifs hydrauliques, tels que l'organe de poussée de la billette et des cisailles et une pression relativement faible, par exemple 140 kgs par centrimètres carrée est employée.
Un moyen est dono prévu pour limiter la pression dans la conduite principale à l'une quelconque de plusieurs pressions critiques et, dans le pré- sent cas, à l'une ou l'autre de deux pressions oritiques.
Somme représenté ici, la construction comprend deux dispositifs de détente, l'un disposé pour diminuer la pression en un point élevé donné, l'autre en un point bas donné, et des moyens pour rendre inactif le dispositif de détente de la faible pression, afin de permettre à la pression de s'élever jusqu'au point critique le plus élevé. Ce résultat peut être obtenu à l'aide de deux dispositifs de soupape de détente ayant des charges critiques différentes, le dispositif à basse pression compor- tant, en outre, une soupape d'évacuation séleotive entre oette soupape de détente et la conduite distribution d'eau.
Lorsque cette soupape est ouverte, le dispositif à basse pression fonctionne, mais lorsqu'elle est fermée, le dispositif à basse pression est mis hors d'action, car, même si cette soupape de détente s'ouvre normalement, l'eau est arrêtée par la soupape sélective et, par conséquent, ela pression peut s'élever jus- qu'au point oritique le plus élevé par contrôle du dispositif à haute pression.
Dans la construction représentée ici et en se repor- tant à la figure 9 qui montre le dispositif à basse pression,
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on voit qu'un bâti 716 porte un cylindre à fluide sous pression 701, relié, par un passage 708, avec la conduite principale à fluide sous pression d'un système hydraulique, par exemple le tuyau de branchement 700 de la conduite prin- oipale de la figure 1. Dans ce cylindre 701 se déplace un piston plongeur 703, traversant un presse-étoupe 704. Comme on le voit, le plongeur 703 est poussé vers le haut par la pression régnant dans la conduite principale et une charge d'équilibrage est prévue pour empêcher ce mouvement au..dessous d'une pression critique donnée. La charge est avantageusement exercée par la pression d'un fluide.
Le plongeur 703 s'en- gage, à son extrémité supérieure extérieure dans un évidement formé dans l'extrémité inférieure d'une tige de piston 705 portant un piston 706 se déplaçant dans un cylindre de charge 707. Le cylindre 707 est relié, par un tuyau 708 et une chambre de soupape 709, à un réservoir 713 contenant de l'air oomprimé, Pour éviter des fuites excessives, la pression de l'air peut agir par l'intermédiaire d'une colonne d'eau qui remplit le cylindre 707, l'air oontenu dans le réservoir ci-dessus mentionné agiassant sur cette colonne d'eau.
A cet effet, le tuyau 708 peut conduire presque jus- qu'au fond du réservoir, l'air chassant l'eam vers le haut, à travers le dit tuyau, dans le cylindre 707, L'enveloppe 709 renferme une soupape 710 montée librement dans un siège conique 711, le mouvement ascendant de cette soupape étant limité par unéorou 712 formant bouchon obturateur.
La soupape est disposée de manière à permettre, lorsqu'elle est appliquée sur son siège, un écoulement rela- tivement lent d'eau de charge dans le cylindre 707, mais, lorsque le sens d'écoulement de cette eau hors du cylindre 707 s'effectue, la soupape 710 se soulève de son siège et permet un écoulement relativement rapide par un passage inobstrué.
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On voit que la charge opposée au mouvement du plon- geur 703 estoontrôlée par la pression de l'air de charge et le diamètre du piston 706. Par une combinaison convenable de oes deux facteurs, on peut obtenir une charge d'équilibrage pour*la pression critique désirée, En supposant que dans le dispositif de contrôle que l'on est entrain de décrire, la pression critique soit de 140 kgs par centimètre carré, jusqu'à ce que cette limite soit atteinte la pression d'équilibrage maintient abaissée la tige de piston 705 qui, à son tour, maintient le plongeur 703 abaissé oontre la pression régnant dans la conduite principale.
Toutefois, lorsque cette limite est dépassée, le plongeur 703 est soulevé, refoulant le piston 705 contre la charge et ce mouvement est utilisé pour ouvrir une soupape de détente. Les déplacements de cette soupape de détente sont contrôlés positivement. Comme repré- senté ioi, un bloa de soupape 717, porté par un bâti 716, présente un passage horizontal 718n relié, par un passage vertical 719, à un tuyau 720 qui, à son tour, est relié à la conduite principale de fluide sous pression? Entre le passage vertical 719 et l'extrémité du passage horizontal 718 est disposé un élément tubulaire 721 comportant un siège de soupape oonique. Sur ce siège s'applique une soupape de détente conique 722 portée par l'extrémité d'une tige 723.
Cette tige se soupape 723 présente une partie filetée 724 s'adaptant dans un presse-étoupe taraudé 725 et une partie extrême tourillonnant dans un support 726. La sou- pape 722 est rapprochée et éloignée de son siège par la rotation de sa tige de soupape, ce qui est effectué, comme représenté, par le mouvement de la tige de piston 705.
Sur la tige de soupape 723 est monté fou un pignon 730 qui engrène avec des dents de crémaillère 731 formées ,sur la côté inférieur de la tige de piston 705. Sur la tige
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de soupape 723 est olaveté un disque 732 dont la face présente une rainure annulaire (figure 11) bloquée en un cer- tain nombre de points espaoés, par exemple quatre points, par des bloos de butée 734. La face rainurée de ce disque bute contre une plaque 755 présentée par l'extrémité du pignon 730. Cette plaque 735 porte quatre pattes 736 qui s'éten- dent dans la rainure 733. Entre chaque patte et un des bloos de butée 734 est disposé un ressort 737 logé dans la rai- nure 733.
En supposant que la soupape de détente soit ou- verte, lorsque la pression tombe et que la tige de piston 705 se déplace vers le bas sous l'action de sa charge, le pignon 730 reçoit un mouvement de rotation dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, comme on le voit figure 9 en regardant vers la gauche, chaque patte 736 étant poussée contre sontressort adjacent 737. Cette force est. transmise, par les ressorts, aux blocs 734 pour faire tourner le disque 732 qui, étant olaveté sur la tige de soupape, fait tourner cette dernière, Cette rotation, par le filetage à pas à gauche, applique la soupape de détente sur son siège.
Les dents du pignon 730 sont suffisamment lon- gues pour se prêter au mouvement par bout de la tige de sou- pape, Les organes sont disposés de façon que la soupape soit appliquée sur son siège peu de temps avant que la tige de piston 705 termine sa oourse descendante. Ensuite, le mou- vement de rotation final du pignon est rattrapp4 par la oom- pression des ressorts 737, par l'intermédiaire des pattes 736. Par suite, la soupape de détente n'est pas appliquée dans son siège par la charge entière du dispositif de charge, mais elle n'est soumise qu'à l'action des ressorts comprimés 737.
Lorsque la p ression critique est dépassée et que la tige de piston 705 se déplace vers le haut, le pignon reçoit un mouvement de rotation en sens inverse, c'est-à-dire dans le
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sens des aiguilles d'une montre, comme on le voit figure 9.
Le mouvement résultant des pattes 736 permet aux ressorts
757 de se détendre à nouveau, faisant ainsi cesser la pression exercée sur la soupape appliquée sur son siège. Les pattes 736, en continuant à se déplacer, viennent en engagement avec les blocs 734 immédiatement adjacents, après quci le disque 735 reçoit un mouvement de rotation en sens inverse par suite de cet engagement, pour faire tourner la tige de soupape et écarter la soupape de détente de son siège.
Le déplacement de la soupape de détente décrite est toujours contrôle par son dispositif de liaison fileté, de sorte que les vibrations qui se produisent généralement dans les soupapes de purge sont évitées et oette soupape peut durer longtemps, même si elle fonctionne presque constamment. Le dispositif de charge décrit est tel qu'il n'y a pour ainsi dire pas d'inertie des organes méoaniques à vaindre pendant le mouvement de détente.
Au-delà de l'extrémité du passage horizontale 718, le bloc de soupape 717 présente une chambre de soupape ver- tioale '740 oontenant un élément tubulaire 741 constituant un siège de soupape. Sur ce siège s'applique une soupape oo- nique 742 portée par une tige de soupape 743 qui s'étend vers le bas au-dessous du bloc 717. La soupape 742 et son siège sont disposas entre l'extrémité du passage horizontal 718 et le tuyau de distribution 744 qui peut avantageusement être relié au coté d'aspiration des pompes à eau. Le tuyau 744 est relié à un tuyau 745 (figure 1) aboutissant à un réservoir 746 relié au côté d'aspiration des pompes 321.
La soupape 742 peut être appelée une soupape sélective, oar, suivant sa position, une sélection est: faite entre un dispositif de contrôle de basse pression actif ou inactif. C'est-à-dire que si la soupape sélective 742 est ouverte, lorsque la
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soupape de détente 722 s'ouvre, l'eau provenant du tuyau 720 de la conduite principale passe par les passages 719,
718, la chambre de soupape 74o et le tuyau 744, pour revenir au côté d'aspiration des pompes. Mais, si la soupape sélective 748 est fermée, la détente ne peut avoir lieu, même si la soupape de détente 722 s'ouvre. Par conséquent, ce dispo- sitif à basse pression est mis hors d'action et la pression augmente jusqu'à la limite la plus élevée.
Le fonctionnement de la soupape 742 sera indiqué ci-après.
Etant donné que le cylindre 701 est soumis à la pression régnant dans la conduite principale, le presse-étoupe 704 exerce un frottement considérable qui tend 4 retarder le mouvement du plongeur 704. Par conséquent, la soupape de détente ne s'ouvrirait ordinairement pas 4 la véritable pres- sion critique, car la charge d'équilibrage et le frottement ci-dessus mentionnés s'opposeraient à son déplacement. Il est donc prévu un moyen pour combattre ce frottement s'opposant au mouvement d'ouverture de la soupape, Une traverse 751 glisse sur des tiges 750 adjacentes 4 la tige de piston 705, Cette traverse porte contre deux ressorts à boudin 752. dont les extrémités: inférieures portent contre des butées réglables 753.
Sur le dessus de la traverse porte un bloo 754 attaché à la tige de piston 705. Dans la position normale des organes, c'est-à-dire avec la soupape de détente fermée et la tige de piston 705 abaissée, les ressorts 752 sont comprimés, de sorte qu'ils ont tendance, par l'intermédiaire de la traverse et du dit bloc, à soulever la tige de piston 705. Les ressorte sont disposés de façon que oette tendance arrive en principe vaincre l'effort de frottement du presse-étoupe 704.
C'est-à- dire qu'au mouvement des organes pour assurer la détente s'op- pose la charge sur le piston 706, plus l'effort de frottement du presse-étoupe 704. A cette charge et à ce frottement se
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trouvent opposées la pression régnant dans la conduite prin- cipale, plus la force des ressorts 752. Par conséquent, la soupape s'ouvre en un point voisin dela vraie pression critique.
Lorsque la pression oritique est dépassée et que la tige de piston 705 se déplace vers le haut, les ressorts @e détendent. On voit donc. qu'étant donné que ces ressorts doi- vent être comprimés à nouveau lors du mouvement de descente de la tige de piston, les organes ne peuvent revenir à la position normale lors d'une chute de pression qui n'est que légèrement au-dessous de la pression critique, car à ce mouvement en sens inverse s'oppose non seulement lapression régnant dans la conduite principale, mais également la force des ressorts. Par suite, la soupape de détente reste ouverte, jusqu'à oe que la pression régnant dans la conduite principale tombe suffisamment pour permettre à la charge d'équilibrage de vaincre la pression régnant dans la conduite principale et de comprimer les res- sotte.
L'écart entre cette chute de pression et la pression critique sera très grand, mais il y a lieu de remarquer que le système n'est pas établi pour maintenir une pression cons- tante, mais simplement pour empêcher la pression ennexcès.
Cette ohute appréciable de pression n'est pas nuisible, car une fois que la soupape de détente est fermée, la pression régnant dans la conduite principale augmente à nouveau rapide- ment.
Le dispositif à haute pression est en principe le même que le dispositif à basse pression, sauf qu'il ne comporte pas une soupape correspondant à la soupape sélective 742. La figure 1 représente ce dispositif. Cette figure montre un réservoir 713a. analogue au réservoir 713, relié par un tuyau
708a à un cylindre de charge 707a qui correspond au cylindre
707, mais est plus grand que ce dernier. Comme ce dispositif à haute pression est réglé pour une pression critique plus élevée,
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par exemple 350 Kgs par centimètre carré, la charge d'équili- brage est plus grande d'une quantité correspondante.
Ce ré- sultat peut être obtenu avantageusement en employant la même pression d'air de charge et en augmentant suffisamment le dia- mètre du piston de charge pour obtenir la valeur de charge d'équilibrage désirée, La figure 1 représente un bloc de soupape 717a, correspondant au bloc 717, mais dans lequel le passage horizontal correspondant au passage 718 conduit directement à un tuyau de distribution 744a .correspondant au tuyau 744 et relié à un tuyau 745.
Ce dispositif à haute pression ne comporte pas de soupape, telle que la soupape 742, entrera soupape de détente et la conduite de distribution. 1 1 est entendu que ce dispositif à haute pression comporte une soupape de détente et des organes de liaison et de commande qui sont identiques aux éléments correspondants du dispositif à basse pression. Lorsque la soupape sélective du dispositif à basse pression est fermée pour mettre ce dispositif hors d'action, un excès de pression dans la conduite principale, au- dessus de la limite la plus élevée, oblige la soupape de dé- tente à haute pression à s'ouvrir et la pression est diminuée en faisant passer de l'eau par le tuyau 720a, le passage 718a et le tuyau 744 a dans le réservoir.
Comme représenté ici, le dispositif à haute pression comporte une caractéristique supplémentaire qui n'existe pas dans le dispositif à basse pression. Dans des systèmes hydrau- liques tels que la presse de tréfilage décrite ci-dessus, il se produit parfois uns brusque augmentation de pression qui dépasse de beaucoup le point critique désiré. Etant donné que le méca- nisme de soupape de détente décrit exige un certain temps pour fonctionner, il est prévu une soupape de purge supplémentaire pour empêcher des pressions maximum dangereuses. A cet effet, comme représenté figure 12, un bloc de soupape supplémentaire
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760 est boulonné au bloc de soupape 717a du dispositif à haute pression.
Ce bloc 760 présente une chambre de soupape
761, dans laquelle est disposé un manchon 763 comportant des ouvertures appropriées pour communiquer avec un passage 764 formé dans le bloc de soupape, le passage 764 communiquant avec un passage d'admission 766. Au-delà de l'extrémité du manchon 765 est formé un passage d'évacuation 765. Dans le manchon est disposé un élément tubulaire 762 présentant un passage transversal 774 communiquant, par les ouvertures formées dans le manchon, avec l'admission. L'extrémité de l'élément tubulaire 762 est évidée pour former un siège pour une soupape de purge conique 767.
Cette soupape 767 est portée par l'extrémité d'une tige de soupape 768 pouvant se déplacer à travers un presse-étoupe 773, et elle est maintenue sur son siège par un ressort 769. Ce ressort est réglé pour une charge au moins aussi importante que la pression critique élevée. Les organes sont disposés de façon que le passage d'admission 766 soit relié avec le passage à eau du bloc de soupape 717a, à l'intérieur de la soupape de détente et le passage de distribution 765 est relié à ce passage, à l'ex- térieur de la soupape de détente. C'est-à-dire que le passage à eau formée à travers le bloc de soupape supplémentaire 760 est un passage de by-pass s'étendant autour de la soupape de détente du dispositif à haute pression.
Dans le cas de charges maximum brusques qui pourraient déterminer des ennuis avant que la soupape de détente principale puisse s'ouvrir, la soupape 767 s'ouvre en antagonisme à l'action de son ressort et permet le passage d'eau autour de la soupape de détente principale, du tuyau 720a au tuyau 744a.
L'élément tubulaire 762 comporte une tige 770 vissée dans un adaptateur 763a.et portant une vis de blocage 771 sur son extrémité extérieure. Dans le cas où. le siège de soupape formé dans l'extrémitéde l'élément 762 s'userait,
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on ympenser l'usure en manoeuvrant la tige 770 et la vis 771 pour rapprocher de la soupape l'élément présentant le siège. En outre, en manoeuvrant l'adaptateur 763a, la soupape 767 peut être rodée sur place, sans avoir besoin de l'enlever.
A l'aide de la construction décrite et avec le pas- sage de distribution disposé entre le siège de soupape et la garniture 773 pour la tige de soupape, la garniture n'est pas soumise à l'action de la pression régnant dans la conduite principale et, par conséquent, elle n'exerce pas un effort de frottement excessif s'opposant aux mouvements de la tige de soupape.
L'invention dans son ensemble comprend des moyens pour passer automatiquement d'un mode de contrôle à l'autre.
Ce résultat peut être obtenu en maintenant normalement le sys- tème sous une basse pression et, lorsqu(il doit fonctionner à haute pression, le dispositif de contrôle de basse pression est rendu automatiquement inaotit. Par exemple, dans des systèmes de contrôle tels que celui décrit ci-dessus, la soupape sélec- tive 742 peut être normalement maintenue ouverte, de façon que le dispositif à basse pression exerce normalement son aotion de contrôle et, lorsqu'on désire que le système fonctionne à haute pression, la soupape 742 est fermée pour mettre hors d'action le dispositif de contrôle à basse pression.
La commande de la soupape peut être avantageusement effectuée en reliant la tige de soupape 743 à la tige de
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piston d'un piston aotionné à l'aide d'air et en contrôlant éécol>-oe4a- l'éooulement de l'air au moyen d'une aeup&po meati'9 telle que celle décrite. C'est-à-dire que la soupape 742 et ses organes de oommande peuvent être considères comme étant l'équi- valent d'une moitié ou de l'autre d'un dispositif hydraulique tel que celui décrit, par exemple la moitié comportant la
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-soupape d'admission du dispositif représenté figure 2.
Les organes de commande ne sont pas représentés figure 9, mais la construction sera aisément comprise en se rappelant que la tige de soupape 743 correspond à la tige de soupape 430
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de la figure 2. Avec le cylindre à air, correspondant au ê2oeft,,,, - VU14,1.0 oylindre 438, est combine un dispositif dé soupape" - 4:it;un identique à celui représenté et décrit en référence à la sou-
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pape d'admission des figures 2, 5 et 6. bzz La bobine de soléno3de 780 de -la aeli1'B.il8 mQ.snti'l8 pour la soupape sélective 742 est reliée à une ligne à cou- rant continu 781.
Dans cette ligne est intercale un interrup- teur S13, normalement ouverte et destiné à être fermé lorsque la soupape d'admission du dispositif hydraulique 323 s'ouvre.
(le résultat peut être obtenu à l'aide d'un bras de commande approprié (non représenté) monté sur l'extrémité saillante de la tige de la soupape d'admission du dispositif 323. Dans les conditions normales, c'est-à-dire lorsque le plongeur prin- cipal n'est pas soumis à une pression variable et que sa sou-
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pape atadmîssîon est fermée, l'interrupteur SIS est ouvert, slnoYe # t- 'T80 est dsegoité, le so14no±&e de la. &Oupaige mign4"-q,&e 780 est desexcitô, son C9:- tiroir e* 'fMaae-<Le- -3- (clans la position de la figure 5) admet de l'air dans le fond du cylindre à air pour la tige de sou- pape 743 et la soupape séleotive 742 est ouverte.
Par conséquent, le dispositif de contrôle à basse pression est actif et la pression dans la conduite principale est limitée à une faible valeur, par exemple 140 Kgs, pour assurer le fonctionnement de dispositifs tels que l'organe de poussée de la billette; le ooulisseau et les oisailles.
Toutefois, lorsque le plongeur principal doit être avancé, on doit disposer d'une pression élevée et, à cet effet, la soupape dladmission du dispositf hydraulique 323 est ouverte, et le. mouvement d'ouverture de cette soupape ferme l'interrupteur S13.
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-1 detliî- q" Par suite, le soléno7ide de 1-a ±Ji1illa. JBasa6"ili 780 est excité, le sens de déplacement du tiroir est inversé (position de la figure 6), de l'air est admis dans la partie supérieure du cylindre à air pour la tige de soupape 743 et la soupape 742 est fermée. Par conséquent, le dis- positif de contrôle à basse pression est rendu inaotif et la pression dans la conduite principale passe à une valeur élevée, par exemple 350 KGs. Cet état de choses subsiste tant que la soupape d'admission du dispositif hydrau- lique reste ouverte. Lorsqu'elle se ferme, l'interrupteur S13 s'ouvre à nouveau et les organes reviennent à leur posi- tion primitive.
Une pression élevée est également désirable pour ramener en arrière le porte-pièce afin d'éjecter la pièce.
On se rappellera que le porte-pièce revient en arrière sous l'effet d'une pression de retour, lorsque la soupape d'éohap- pement de son dispositif hydraulique 327 s'ouvre. La tige de soupape de oette soupape d'échappement comporte un bras de commande d'interrupteur (analogue au bras pour l'interrupteur S13) disposé pour fermer un interrupteur S14 (qui est normalement ouvert), lorsque cette soupape d'échappement s'ouvre.
Cet interrupteur S14 est relié à un circuit en dérivation 782 de la ligne 781. La fermeture de cet interrupteur par l'ou- verture de la soupape d'échappement du dispositif 327 a pour résultat (de même que la fermeture de l'interrupteur S13) de fermer la soupape 742 et de rendre inactif le dispositif de contrôle de basse pression. C'est-à-dire que lorsque l'un ou l'autre des interrupteurs S13, S14 est fermé, le système est actionné par une pression élevée, mais lorsque les deux interrupteurs sont puverts il est actionné par une faible pres- sion. Il est évident que l'on peut utiliser d'autres disposi- tions de circuits pour le contrôle de la soupape 742.
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"IMPROVEMENTS TO PRESSURE CONTROL SYSTEMS"
The invention relates to pressure control systems and its object is a pressure control system.
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sion comprising means for automatically limiting the d IWÀ4. & Ii- (effective pressure at a type of critical pressure.
In accordance with the invention, several pressure control means are provided which can act at different critical pressures and means for deactivating the pressure control means below a desired pressure. The pressure control means below the desired oritic pressure are automatically made inactive during the operation of certain control devices.
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command that the system carries.
The invention also consists of an improved mechanism and means for limiting the pressures, an example of which is given in the accompanying drawing, in which:
Figure 1 is a schematic view of a pressurized fluid system including a pressure control device constructed in accordance with the invention,
Figure 2 is a sectional view taken along the broken line 2-2 of Figure 3, showing a hydraulic distribution device,
Figure 3 is a sectional view taken along the broken line 3-3 of Figure 2,
Figure 4 is a sectional view taken along the broken line 4-4 of Figure 5,
Figure 5 is a sectional view, on a larger scale, taken along line 5-5 of Figure 3,
FIG. 6 is a similar view showing the organs in a different position,
Figure 7 is a view on a larger scale, part in elevation and part in cutout, the section being taken along the line 7-7 of Figure 2,
FIG. 8 is a similar view showing the members in a different position,
Figure 9 is a vertical sectional view with parts in elevation and shows part of the device for limiting the pressure, the section being taken along line 9-9 of Figure 1,
Figure 10 is a top plan view of another part of the device for limiting the pressure,
Figure 11 is a detailed sectional view,
Figure 12 is a vertical sectional view, on a larger scale,
made on line 12-12 of the
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figure 10.
In the drawing, Figure 1 shows schematically a system for controlling the pressure of a fluid applied to a wire drawing press. In this system, certain elements of the press are operated under relatively high pressure and other elements under relatively low pressure. As explained in more detail below, the invention as a whole comprises means for automatically limiting the effeotive pressure at a pressure of a series of predetermined critical pressures.
The press shown has a plunger 115 mounted on a cross member 116 which slides on appropriate horizontal bars (not shown). The cross member 116 is actuated to move the plunger forward by means of a hydraulic piston 123 which is fixed to the cross member. This piston
123 moves in a cylinder 124 connected to the main pressurized fluid line, as described later.
The cross member 116 is brought back with the aid of two hydraulic pistons 130 which move in cylinders
132 relatively small, directly connected to the main pipe. These cylinders being subjected to a constant pressure, that is to say to the continuous pressure of a pump, they tend to bring the cross member backwards, but due to their relatively small size, they do not act. only when the large cylinder 124 is exhausted.
The billet to be expelled or upset is held by a support 132 mounted on a cross member 138 which slides on the horizontal rods or bars mentioned above.
The movement of the cross member 138 is effected by piston rods 142 connected to the cross member and to which are attached pistons 143 moving in hydraulic cylinders 144. The cross member 138 is moved in a
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direction, that is to say to the left as seen in Figure 1, by a fluid whose pressure is controlled by a valve, as described below and in the opposite direction by a constant back pressure.
As this constant back pressure is exerted on a smaller piston area, it only acts when the controlled pressure ceases to be exerted,
A slide 148 moves transversely to the axis of the chamber of the support 134 and of the plunger 115; this slider is actuated by a piston rod 149 which is fixed thereto and is provided with a piston moving in a hydraulic cylinder 150. This device is actuated in the same way as the cross member 138, that is to say by variable pressure and constant back pressure.
The billet is introduced into the support 134 by a thrust member, 170, This thrust member is carried by the end of a piston rod 174 attached to a piston moving in a hydraulic cylinder 175 and actuated by a variable pressure and constant back pressure.
In order to detach the expelled or expelled material from the billet, a device is provided in the form of shears.
Figure 1 shows a distribution device 323 for the hydraulic cylinder 124 of the main plunger. Similar devices are indicated at 327 for the support control device 134, at 329 for the ram control device, at 341 for the thrust device control device and at 344 for the ram control device. shears. The drawing represents in. detail an example of these devices.
Referring more particularly to Figures 2 to 8, it can be seen that the dispensing device shown
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in oes figures comprises a casing 428 comprising a valve chamber 427 with which communicates an inlet pipe 489 connected to a pressurized water pipe ,. for example, the line 322. The casing 428 has a second valve chamber 443 communicating with a drain pipe 446 connected to the drain line 320 which can return to the suction side of the pumps 321.
The inlet chamber 427 is connected to an outlet pipe 445, leading to the engine cylinder, by means of a transverse passage 440, a vertical passage 441, a second transverse passage 442, the motor cylinder. exhaust chamber 445, and a passage 444. The exhaust chamber is in communication with the outlet pipe 445, through the passage 444. Below the exhaust port, in the exhaust chamber, is arranged a seat 447 on which is applied an exhaust valve 448. The intake valve is carried by a rod 430 which is connected, by a coupling device 435, to a piston rod 436, the piston 437 moves in an air cylinder 438. The piston is actuated by a pressurized fluid, for example compressed air, admitted by one end or the other of the cylinder.
When the piston is raised, it opens the intake valve 425 and when it goes down, it returns the valve to its seat. The exhaust valve is carried by a rod 449 which is connected, by a coupling device similar to the coupling device 435, to a piston rod 451. The latter is identical to the piston rod 436 and is actuated by a similar air control device. These members are not shown in detail, but the construction will be easily understood by referring to Figures 2 and 3. The two air cylinders are constituted by a comnmn 4S8 unit comprising lower closing parts.
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separate 453, 454.
The casing 428 and the bloa 452 are connected together by bolts 455, the assembly being mounted in any suitable manner.
When the exhaust valve 448 is closed and the intake valve 425 is open, water passes from the main line through the intake pipe 429, to the outlet pipe 445 and from there to the cylinder. of the hydraulic control device. When the intake valve is closed and the exhaust valve is open, pressurized water can return from the controller to the discharge line through pipes 445 and 446.
As shown, the cylinders of the distribution device 325 are connected, by pipes 324, to a central station 325 having manually operated valves for uncontrolled air. The distribution device 327 for the support device 134 and the distribution device 329 for the slider 148 are similarly connected to this central station, by pipes 328 and 330, respectively.
Figures 2 to 8 inclusive also show an automatic control mechanism for a dispensing device such as those mentioned. As shown, the front side of the '452 block has a flat face (Figure 3). Cylinder 438 for the intake valve has an upper passage 460, extending from the flat face of block 452 inside the cylinder, above the piston, and a similar lower passage 461, extending neither. the flat face of the block 452 inside the cylinder, above the piston and a similar underpass 461, extending to a point sutuated below the piston.
To the flat face of the cylinder block 458 is bolted a block 462 having
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/ 4 <. .. an upper face ples 5 and 6) open three vertical passages 464, 465, 466, two of which communicate with the air cylinder, the third being an exhaust passage. For this purpose, as shown, the block 462 has a transverse upper passage 467, extending from the vertical passage 464 and coinciding with the passage 460, as well as a lower transverse passage 468, starting from the vertical passage 465 and coming to coincide.
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with the passage 46é, ai: aai C'Ii'e. 19aaea.! & - tra .a: e 1 "0 al lower 46Et- leaving H passage 'V'el" "iôl ées- and vcBant e-otn- & 1 & -ajwee passage -461.
The bloo has a third transverse passage 469, extending in the direction opposite to the passages 467 and 468 and extending from the vertical passage 466 to an exhaust pipe 470. As shown, a slide chamber 471 is formed in the plate face 463. block 462 and an open-sided valve shell 472 is bolted to block 462. Using this construction, the three vertical passages 464, 465,466, open directly into chamber 471, at the top of the chamber. the valve casing 472 is connected to an inlet pipe 473,
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connects on the other hand to a source of pressurized fluid, 'for example oomprimé air.
An sn: kme- -tr 474 titrator moves in chamber 471 and slides on the upper face of block 4:68, above the orifices of the three vertical passages, the recess 475 of the drawer being arranged to rest. above the hole in the middle passage (exhaust) and either of the holes have end passages. depending on the position of the drawer.
When the spool 474 is in the position of Figure 5, the passage 465 freely communicates with the chamber 471, thereby placing the lower end of the cylinder 438 of the inlet valve in communication with the fluid.
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under pressure. Spool 474 overlaps intermediate passage 466 and end passage 464, thereby placing the upper end of cylinder 438 in communication with the exhaust. Air passes from chamber 471 of the drawer, through passages 465, 468 and 461, to the cylinder and lifts piston 437, thereby opening the intake valve.
435.
In the meantime, the air above the piston escapes through passages 460, 467, 464, recess 475 in the pull-out, passages 466,469 and pipe 470.
When the titrator 474 is brought, as described later, to the position shown in figure 6, the direction of flow is reversed. That is, the passage 464 freely communicates with the chamber 474 of the spool, and the air passes, through the passages 467 and 460, on the upper part of the piston 437, thus closing the inlet valve. 425.
In the meantime, air below the piston escapes through passages 461, 468, 465, spool recess 475, passages 466, 469, and pipe 470.
The drawer 474 has two vertical stops in the form of a fork 478, 479, between which is freely mounted a rectangular block 480 carried by a piston rod
481, the latter being engaged in the forks of the stops.
This arrangement constitutes a simple construction by means of which the spool '474 is moved during the movement of the piston, the block 480 striking against one stop or the other. This arrangement also allows the drawer 474 to be adjusted on its seat. One end of the rod 481 carries a piston 482, of relatively large dimensions, comprising a packing ring 483 and moving in a cylindrical extension 484 of the chamber 471 of the drawer.
The end of this extension is closed by a cap 485.
The other end of the chamber 471 has an extension
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cylindrical 486 smaller than the extension 484 and open to. the atmosphere * In this extension 486 moves a piston 487, of relatively small dimensions, also mounted on the. piston rod. This last piston serves as a support for the piston rod and as a closing member for the end of the chamber 471. The opposite inner faces of the two pistons are subjected to the action of the pressure prevailing in the chamber. 471, but the inner area of piston 482 is larger than that of piston 487.
Therefore, under normal conditions, and assuming that the end of extension 484 is open to the exhaust, there is an oonstant effective force, measured by the air pressure on the excess area of one piston relative to the other. which moves the piston rod in one direction, that is to say to the left as seen in Figures 5 and 6. This piston rod can be moved in the opposite direction by admitting fluid under pressure in the end outside of the extension 484. With the unbalanced arrangement represented, it is possible to use air under a pressure similar in principle to. that prevailing in the chamber 471 of the drawer.
When this pressurized air is admitted into the extension 484, as will be described, the piston rod is moved in the opposite direction, that is to say to the right as can be seen in FIGS. 5 and 6.
From the chamber 471 of the drawer leaves a longitudinal passage 490, formed in the body of the casing 472 and communicating with a transverse passage 491 which opens onto the outer face of the casing. To this side of the casing 472 is bolted a valve casing 492 having a chamber 493, from the lower end of which a transverse passage 494 communicating with the passage 491 leaves. The upper end of the chamber.
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valve 493 leaves a second transverse passage 495 communicating with the transverse passage 496 formed in the casing 472 and leading to the outer end of the extension 484 of the chamber 471 of the drawer, beyond the piston.
The air contained in the valve chamber can therefore pass around the pistol 482, through the passages 490,491, 494, the valve chamber 493 and the passages 49be 496. The upper and lower parts of the valve chamber 493 are. separated by a valve seat 497 on which is applied a conical control valve 498. When this valve is closed, the bypass duct is cut off and the spool device is under its normal effective pressure (figure 57.
However, when valve 498 is open, air passes from the spool chamber into the outer end of extension 484 to move the spool in the reverse direction (Figure 5), as described above. To be the extension
484 to the exhaust, while the valve 498 is closed a valve seat 499 is disposed at the top of the valve chamber 493 and beyond this seat 499 is a passage opening into the atmosphere. On this valve cork 499 is applied a conical valve 500,
The two conical valves 498 and 500 are carried by a common valve stem 501 and are arranged so that when one valve is open the other is closed.
Valve 500 is an exhaust valve controlling communication between the interior and exterior of valve housing 492. When valve 498 is opened to pass air through the bypass duct. pass, the valve 500 is closed to clear the valve chamber 493. When the control valve 498 is closed, to clear the bypass duct, the valve 500 is opened, so that the air coming from the end. of extension 484, escapes through
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the passages 496, 495 and the valve chamber 493, when the piston rod 481 moves under the action of normal pressure.
To actuate the control valve of the bypass duct, the upper end of the valve stem 501 is connected by the coupling device 502, to the core 503 of a solenoid. This solenoid has a winding 504 and a casing 505 and is of any suitable construction.
Between the base of the valve 498 and a nut 506 is disposed a return spring 507. The dispensing device comprises a guide part 508 sliding in the nut 506.
When the solenoid is energized, the resulting movement of the core lowers the common valve stem 501, thereby closing the exhaust valve 500 and opening the bypass duct control valve 498. This position is shown in FIG. 7 and corresponds to FIG. 6 in which the slide 474 is moved to the right by the air passing through the bypass duct. When the solenoid is deenergized, the return spring 507 serves to reverse the movement of the common valve stem 501 thereby closing the valve 498 and opening the valve 500.
This position is shown in FIG. 8 and corresponds to FIG. 5 in which the spool 474 is moved to the left by the normal pressure existing in the chamber of the spool, the fluid having previously taken the by-pass duct escaping as described.
As shown, the movement of the piston to the right, as seen in Figures 5 and 6, is limited by a stop tab 511 with which the end of the piston rod engages. At the other end, the closure member 485 serves as a stopper for the end. of the piston rod, to limit movement to the left. This stop device avoids having to use the drawer 474
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for stopping and in this way it does not hinder movement
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âe this drawer.
The construction described, comprising the troix 44, its control pistons, its air control system and the solenoid control valve, constitutes a
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example of an air flow selector device which dâma-- v4Âe- y. can be called "magnetic ais18ai & B device".
The features described above are those combined with the inlet valve of the hydraulic device. A similar control device is combined with the exhaust valve and it is unnecessary to represent or describe it in detail. FIG. 2 shows a block 462a, bolted to the common face of the cylinder shell 452 and which is identical to the block 462; this bloo 462 a occupies the same position with respect to the cylinder of the exhaust valve as the bloo 462 with respect to the cylinder of the inlet valve. On block 462 is disposed a drawer shell 472a which is identical to drawer shell 472.
It is understood that this envelope contains a D-shaped drawer, control pistons and other elements identical to those previously described. Figure 2 also shows a solenoid device identical to the one already deorit. That is to say that the two distribution devices have control devices which act independently, so that the inlet valve and the valve exhaust valve can be operated independently;
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In the case of hydraulic distribution devices. 641 6 * ±, the 8 - t 'aont plaoées liques - 341 and fflo the valves - are placed a central station 335 and are connected, by pipes 342, 343 and 345, 346, respectively, to the cylinders of the distribution devices hydraulic.
In some hydraulic systems it is desirable to use relatively high pressure.
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high for some operations and relatively low pressure for other operations. For example, in the apparatus described above, while the main plunger and the support return device 134 are actuated at a high pressure, for example 350 kgs per odometer. square it is desirable to avoid this high pressure in the operation of other hydraulic devices, such as the billet pusher and shears, and a relatively low pressure, for example 140 kgs per square centimeter is employed.
Means are therefore provided to limit the pressure in the main line to any one of several critical pressures and, in the present case, to one or the other of two oritic pressures.
As shown here, the construction comprises two pressure relief devices, one arranged to decrease the pressure at a given high point, the other at a given low point, and means for making the low pressure relief device inactive, to allow the pressure to rise to the highest critical point. This can be achieved with the aid of two expansion valve devices having different critical loads, the low pressure device comprising, in addition, a selective discharge valve between this expansion valve and the distribution line. 'water.
When this valve is open, the low pressure device operates, but when closed, the low pressure device is disabled, because even though this expansion valve opens normally, the water is shut off. by the selective valve and therefore the pressure can rise to the highest oritic point by controlling the high pressure device.
In the construction shown here and with reference to Figure 9 which shows the device at low pressure,
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it can be seen that a frame 716 carries a pressurized fluid cylinder 701, connected, by a passage 708, with the main pressurized fluid line of a hydraulic system, for example the branch pipe 700 of the main line of Figure 1. In this cylinder 701 moves a plunger 703, passing through a stuffing box 704. As can be seen, the plunger 703 is pushed upwards by the pressure prevailing in the main pipe and a balancing load is designed to prevent this movement below a given critical pressure. The load is advantageously exerted by the pressure of a fluid.
The plunger 703 engages, at its upper outer end, in a recess formed in the lower end of a piston rod 705 carrying a piston 706 moving in a charging cylinder 707. The cylinder 707 is connected, by a pipe 708 and a valve chamber 709, to a reservoir 713 containing compressed air, To avoid excessive leaks, the air pressure can act through a column of water which fills the cylinder 707, the air contained in the above-mentioned reservoir acting on this water column.
To this end, the pipe 708 can lead almost to the bottom of the tank, the air pushing the air upwards, through the said pipe, into the cylinder 707. The casing 709 contains a valve 710 mounted freely in a conical seat 711, the upward movement of this valve being limited by unéorou 712 forming a sealing plug.
The valve is arranged so as to allow, when applied to its seat, a relatively slow flow of feed water into cylinder 707, but when the direction of flow of such water out of cylinder 707 is In effect, the valve 710 lifts from its seat and allows relatively rapid flow through an unobstructed passage.
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It can be seen that the load opposite to the movement of the plunger 703 is controlled by the pressure of the charge air and the diameter of the piston 706. By a suitable combination of these two factors a balancing load can be obtained for the load. desired critical pressure, Assuming that in the control device that we are describing, the critical pressure is 140 kgs per square centimeter, until this limit is reached the balancing pressure keeps the rod lowered piston 705 which, in turn, keeps plunger 703 lowered against the pressure in the main line.
However, when this limit is exceeded, plunger 703 is lifted, forcing piston 705 against the load and this movement is used to open a relief valve. The movements of this expansion valve are positively controlled. As shown, a valve block 717, carried by a frame 716, has a horizontal passage 718n connected, by a vertical passage 719, to a pipe 720 which, in turn, is connected to the main fluid line under pressure? Between the vertical passage 719 and the end of the horizontal passage 718 is disposed a tubular element 721 comprising an oonic valve seat. On this seat is applied a conical expansion valve 722 carried by the end of a rod 723.
This valve stem 723 has a threaded part 724 fitting in a threaded gland 725 and an end part journaled in a support 726. The valve 722 is brought closer to and away from its seat by the rotation of its valve stem. , which is effected, as shown, by the movement of the piston rod 705.
On the valve stem 723 is mounted idle a pinion 730 which meshes with the rack teeth 731 formed on the underside of the piston rod 705. On the stem
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valve 723 is a disc 732 whose face has an annular groove (Figure 11) blocked at a certain number of spaced points, for example four points, by stop bloos 734. The grooved face of this disc abuts against a plate 755 presented by the end of the pinion 730. This plate 735 carries four tabs 736 which extend into the groove 733. Between each tab and one of the stop blocks 734 is arranged a spring 737 housed in the spoke- nure 733.
Assuming the expansion valve is open, when the pressure drops and the piston rod 705 moves downward under the action of its load, the pinion 730 receives a rotational movement in the opposite direction. clockwise, as seen in Figure 9 looking to the left, each tab 736 being pushed against its adjacent spring 737. This force is. transmitted, by the springs, to the blocks 734 to rotate the disc 732 which, being olavée on the valve stem, turns the latter, This rotation, by the left-hand thread, applies the expansion valve to its seat.
The teeth of pinion 730 are long enough to lend themselves to end-to-end movement of the valve stem. The components are arranged so that the valve is applied to its seat shortly before the piston rod 705 terminates. his descending oourse. Then, the final rotational movement of the pinion is compensated by the compression of the springs 737, through the tabs 736. As a result, the expansion valve is not applied in its seat by the full load of the valve. load device, but it is only subjected to the action of compressed springs 737.
When the critical pressure is exceeded and the piston rod 705 moves upwards, the pinion receives a rotational movement in the opposite direction, that is, in the
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clockwise, as seen in figure 9.
The resulting movement of the 736 legs allows the springs
757 to relax again, thus removing the pressure exerted on the valve applied to its seat. Legs 736, continuing to move, engage with immediately adjacent blocks 734, after disc 735 receives reverse rotational motion as a result of this engagement, to rotate the valve stem and move the valve away. relaxing from his seat.
The displacement of the described expansion valve is always controlled by its threaded connection device, so that the vibrations which usually occur in the purge valves are avoided and this valve can last for a long time, even if it operates almost constantly. The load device described is such that there is virtually no inertia of the mechanical members to overcome during the relaxation movement.
Beyond the end of the horizontal passage 718, the valve block 717 has a vertical valve chamber 740 containing a tubular member 741 constituting a valve seat. On this seat is applied an oonical valve 742 carried by a valve stem 743 which extends downwards below the block 717. The valve 742 and its seat are arranged between the end of the horizontal passage 718 and the distribution pipe 744 which can advantageously be connected to the suction side of the water pumps. Hose 744 is connected to hose 745 (Figure 1) leading to a reservoir 746 connected to the suction side of pumps 321.
Valve 742 may be referred to as a selective valve, where, depending on its position, a selection is made between an active or inactive low pressure control device. That is, if the selective valve 742 is open, when the
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expansion valve 722 opens, water from pipe 720 of the main line passes through passages 719,
718, valve chamber 74o and pipe 744, back to the suction side of the pumps. But, if the selective valve 748 is closed, expansion cannot take place, even if the expansion valve 722 opens. Therefore, this low pressure device is put out of action and the pressure increases to the highest limit.
The operation of valve 742 will be discussed below.
Since the cylinder 701 is subjected to the pressure prevailing in the main line, the stuffing box 704 exerts a considerable friction which tends to retard the movement of the plunger 704. Therefore, the expansion valve would ordinarily not open. the true critical pressure, as the above mentioned balancing load and friction would oppose its displacement. A means is therefore provided to combat this friction opposing the opening movement of the valve, A cross member 751 slides on adjacent rods 750 4 the piston rod 705, This cross member bears against two coil springs 752. whose ends: lower bear against adjustable stops 753.
On the top of the crossmember carries a bloo 754 attached to the piston rod 705. In the normal position of the components, that is to say with the expansion valve closed and the piston rod 705 lowered, the springs 752 are tablets, so that they have a tendency, by means of the cross member and of said block, to lift the piston rod 705. The springs are arranged so that this tendency in principle overcomes the frictional force of the press - tow 704.
That is to say that the movement of the members to ensure the relaxation opposes the load on the piston 706, plus the frictional force of the stuffing box 704. This load and this friction occurs.
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The pressure in the main line, plus the force of the springs 752. As a result, the valve opens at a point near the true critical pressure.
When the oritic pressure is exceeded and the piston rod 705 moves upward, the springs relax. So we can see. that since these springs have to be compressed again during the downward movement of the piston rod, the components cannot return to the normal position during a pressure drop which is only slightly below critical pressure, because this movement in the opposite direction is opposed not only the pressure prevailing in the main pipe, but also the force of the springs. As a result, the pressure relief valve remains open until the pressure in the main line drops enough to allow the balancing load to overcome the pressure in the main line and compress the springs.
The difference between this pressure drop and the critical pressure will be very large, but it should be noted that the system is not set up to maintain constant pressure, but simply to prevent excess pressure.
This appreciable drop in pressure is not detrimental because once the pressure relief valve is closed the pressure in the main line again increases rapidly.
The high pressure device is in principle the same as the low pressure device, except that it does not include a valve corresponding to the selective valve 742. Figure 1 shows this device. This figure shows a reservoir 713a. similar to tank 713, connected by a pipe
708a to a charge cylinder 707a which corresponds to the cylinder
707, but is larger than the latter. As this high pressure device is set for a higher critical pressure,
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for example 350 Kgs per square centimeter, the balancing load is greater by a corresponding amount.
This result can be obtained advantageously by employing the same charge air pressure and increasing the diameter of the charge piston sufficiently to obtain the desired balancing charge value. Figure 1 shows a valve block 717a. , corresponding to block 717, but in which the horizontal passage corresponding to passage 718 leads directly to a distribution pipe 744a corresponding to pipe 744 and connected to a pipe 745.
This high pressure device does not have a valve, such as valve 742, will enter the pressure relief valve and the delivery line. January 1 is understood that this high pressure device comprises an expansion valve and connecting and control members which are identical to the corresponding elements of the low pressure device. When the low pressure device selective valve is closed to disable this device, excess pressure in the main line, above the highest limit, causes the high pressure relief valve to shut off. open and the pressure is reduced by passing water through pipe 720a, passage 718a and pipe 744a into the tank.
As shown here, the high pressure device has an additional feature that does not exist in the low pressure device. In hydraulic systems such as the wire drawing press described above, there is sometimes a sudden increase in pressure which greatly exceeds the desired critical point. Since the described expansion valve mechanism requires some time to operate, an additional purge valve is provided to prevent dangerous maximum pressures. For this purpose, as shown in figure 12, an additional valve block
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760 is bolted to the valve block 717a of the high pressure device.
This block 760 has a valve chamber
761, in which is disposed a sleeve 763 having apertures suitable for communicating with a passage 764 formed in the valve block, the passage 764 communicating with an inlet passage 766. Beyond the end of the sleeve 765 is formed. an exhaust passage 765. In the sleeve is disposed a tubular element 762 having a transverse passage 774 communicating, through the openings formed in the sleeve, with the inlet. The end of the tubular member 762 is recessed to form a seat for a conical purge valve 767.
This valve 767 is carried by the end of a valve stem 768 movable through a stuffing box 773, and it is held in its seat by a spring 769. This spring is adjusted for a load at least as great. than the high critical pressure. The members are arranged so that the inlet passage 766 is connected with the water passage of the valve block 717a, inside the expansion valve and the distribution passage 765 is connected to this passage, to the outside of the expansion valve. That is, the water passage formed through the supplemental valve block 760 is a bypass passage extending around the pressure relief valve of the high pressure device.
In the event of sudden maximum loads that could cause trouble before the main expansion valve can open, valve 767 opens in antagonism to its spring action and allows water to flow around the valve. expansion valve, from pipe 720a to pipe 744a.
The tubular element 762 has a rod 770 screwed into an adapter 763a. And carrying a locking screw 771 on its outer end. In the case where. the valve seat formed in the end of element 762 would wear,
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the wear is taken into account by operating the rod 770 and the screw 771 to bring the element presenting the seat closer to the valve. Additionally, by operating adapter 763a, valve 767 can be ground-in-place, without the need to remove it.
By means of the construction described and with the distribution passage arranged between the valve seat and the seal 773 for the valve stem, the seal is not subjected to the action of the pressure prevailing in the pipe. main and, consequently, it does not exert an excessive frictional force opposing the movements of the valve stem.
The invention as a whole comprises means for automatically switching from one control mode to another.
This can be achieved by normally keeping the system at low pressure, and when it is to operate at high pressure, the low pressure control device is automatically disabled. For example, in control systems such as this one. described above, the selector valve 742 can normally be held open, so that the low pressure device normally exerts its control and, when the system is desired to operate at high pressure, the valve 742 is closed. to disable the low pressure control device.
Control of the valve can advantageously be effected by connecting the valve stem 743 to the valve stem.
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piston of a piston powered by air and by controlling the flow of air by means of an aeup & po meati'9 such as that described. That is, the valve 742 and its control members can be considered to be equivalent to one half or the other of a hydraulic device such as that described, for example the half comprising the
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- inlet valve of the device shown in Figure 2.
The actuators are not shown in figure 9, but the construction will be easily understood by remembering that the valve stem 743 corresponds to the valve stem 430
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of figure 2. With the air cylinder, corresponding to the 2oeft ,,,, - VU14,1.0 oylinder 438, is combined a valve device "- 4: it; one identical to that shown and described with reference to the sub-
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inlet valve of Figures 2, 5 and 6. bzz The solenoid coil 780 of the aeli1'B.il8 mQ.snti'l8 for the selective valve 742 is connected to a direct current line 781.
In this line is interposed a switch S13, normally open and intended to be closed when the inlet valve of the hydraulic device 323 opens.
(the result can be obtained by using a suitable control arm (not shown) mounted on the protruding end of the inlet valve stem of device 323. Under normal conditions, that is to say -said when the main plunger is not subjected to a variable pressure and its support
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Pope atadmîssîon is closed, the SIS switch is open, slnoYe # t- 'T80 is disgusted, the so14no ± & e of the. & Oupaige mign4 "-q, & e 780 is de-energized, its C9: - drawer e * 'fMaae- <Le- -3- (in the position of figure 5) admits air in the bottom of the air cylinder for the valve stem 743 and the selector valve 742 is open.
Therefore, the low pressure control device is active and the pressure in the main pipe is limited to a low value, for example 140 Kgs, to ensure the operation of devices such as the billet pushing member; the bird and the birds.
However, when the main plunger is to be advanced, high pressure must be available, and for this purpose the inlet valve of the hydraulic device 323 is opened, and the. opening movement of this valve closes switch S13.
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-1 detliî- q "Consequently, the solenoid of 1-a ± Ji1illa. JBasa6" ili 780 is energized, the direction of movement of the drawer is reversed (position of figure 6), air is admitted into the part upper air cylinder for valve stem 743 and valve 742 is closed. Consequently, the low pressure control device is made inactive and the pressure in the main line increases to a high value, for example 350 KGs. This state of affairs persists as long as the inlet valve of the hydraulic device remains open. When it closes, the switch S13 opens again and the components return to their original position.
High pressure is also desirable to pull back the workpiece carrier to eject the workpiece.
It will be remembered that the workpiece carrier moves back under the effect of a return pressure, when the exhaust valve of its hydraulic device 327 opens. The valve stem of this exhaust valve has a switch control arm (analogous to the arm for switch S13) arranged to close a switch S14 (which is normally open), when this exhaust valve opens. .
This switch S14 is connected to a branch circuit 782 of the line 781. The closing of this switch by the opening of the exhaust valve of the device 327 results in (as does the closing of the switch S13 ) to close valve 742 and to deactivate the low pressure control device. That is, when either of the switches S13, S14 is closed, the system is operated by high pressure, but when both switches are open it is operated by low pressure. Obviously, other circuit arrangements can be used for the control of valve 742.