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BREVET D'INVENTION
La présente invention a pour but de réaliser une soupa- pe automatique de sûreté pouvant assurer rapidement, et en quantité suffisante, l'expansion d'un fluide surpressé avant que les parois du récipient le contenant (chaudières, réser- voirs, oonduites, etc...) ne subissent les effets de l'excès de pression d'où résulte l'usure prématurée des appareils et conduites, et même des accidents souvent dangereux ; assure, en outre, une fermeture étanche après chaque ser- vice pour éviter les pertes de pression et de fluide.
Les soupapes dites de sûreté, généralement connues, ne peuvent garantir l'observation de ces exigences. En effet, les soupapes connues sont à contrepoids ou à ressort de pression. La résistance du contrepoids, ou du ressort, agit directement sur le clapet d'échappement qui reste appliqué sur son siège jusqu'à la limite de pression maximum fixée.
Dès que cette limite est dépassée, la résistance devient infé- rieure à l'effort de pression et permet un léger décollage du clapet qui laisse échapper une faible quantité de fluide, Ce premier échappement étant d'importance insuffisante pour qu'il en résulte une chute sérieuse de pression, l'excès de pression augmente, le clapet s'éoarte davantage de son siège,
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mais le mouvement d'ouverture ne reste pas proportionnel à l'aug- mentation de pression, car il reste soumis à l'effet d'une augmentation de résistance provenant de l'écrasement du res- sort ou de la hauteur d'élévation du contrepoids.
L'objet de l'invention est une soupape automatique la- quelle obvie aux inconvénients précités et répond, dans tou- te son acception, aux désiderata de la soupape de sûreté.
Dans la soupape de sûreté suivant l'invention, le cla- pet de décharge indépendant de toute résistance de réglage, est simplement relié, à une membrane flexible disposée dans le corps de la soupape et tenue en équilibre par la pres- sion même du fluide,cet équilibre étant rompu et le clapet de décharge retiré de son siège par la déformation de la dite membrane, dès que la pression maximum'a été dépassée.
Les deux faces de la membrane portant le clapet de décharge peuvent être en contact avec le fluide sous pres- sion, l'équilibre étant maintenu aussi longtemps que la pression maximum n'est pas dépassée, la rupture d'équilibre et de la sorte le retrait du clapet de décharge de son siè- ge s'opérant instantanément quand ce maximum est dépassé par une dépression s'exerçant sur la membrane.
La soupape peut comporter une cavité cloisonnée par une membrane, les deux chambres ainsi formées étant en com- munication entre elles et l'une d'elles avec le fluide sous pression, alors que l'autre est fermée par un clapet de réglage et de telle manière que ce clapet se lève quand la pression dépasse sa charge imposée pour permettre un échap- pement du fluide et provoquer ainsi la rupture d'équilibre de pression sur las faces de la membrane qui, en cédant, retire avec elle le clapet de décharge.
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La f'erm.e'tu...dû ¯alap1 obturateur'-sur S'Ó:g,¯sfè.ge ::6St."3 -assurée par 'lE! simple effet de pression du fluide lui-même tout comme un clapet de retenue. ordinaire, sans le secours d'un
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contrepoids, ressort de réglage ou tout autre dispositif de pression automatique.
Dans un corps formé de trois chambres séparées entre elles d'abord par une membrane flexible pour deux chambres superposées d'une part, et ensuite par un clapet de déchat- ge pour la chambre inférieure et celle de décharge d'autre part, le fluide lui-même peut remplir les deux premières chambres par communication d'un canal afin de neutraliser les effets de la membrane flexible à :
. laquelle est fixé le clapet de décharge, de telle sorte que lorsque la pression maximum limitée,par un clapet à ressort réglable est légè- rement excédée, le ressort fléchit sous l'action de pres- sion du fluide, le clapet se soulève laissant échapper le fluide phs rapidement qu'il ne peut arriver dans la chambre supérieure y provoquant une perte de pression qui renverse la commande du clapet de décharge par la rupture d'équili- bre de pressions sur les deux faces de la membrane flexible en résultant, laquelle membrane est refoulée brusquement vers le haut de la '-,chambre supérieure en entrainant le clapet de décharge qui dégage complètement et instantanément son siège permettant ainsi un débit total de décharge de fluide.
Le réglage de la résistance à l'effort de pression peut s'effectuer par un dispositif de clapet à ressort complète- ment indépendant du clapet de décharge.
Le dessin annexé, donné à simple titre d'exemple, repré- sente une des formes de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans ce dessin:
La fig.l est une vue latérale en élévation de la soupape automatique de sûreté.
La fig.2 est une vue en coupe verticale de la soupape automatique de sûreté.
La soupape automatique de sûreté comporte un. corps métallique a surmonté d'un couvercle b duquel il est séparé
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par une membrane flexible .±, formant ainsi deux chambres d et e.
La particularité de cet appareil réside dans le fait que la chambre de fluide d est isolée de la chambre e par la membrane flexible .± alors que ces deux chambres restent en communication, l'une avec l'autre, par un canal f, à deux entrées fl et f2 percé dans la tige n d'un clapet de dé- charge o fixé à la membrane flexible a par les écrous p et p1 formant joint étanthe et des cannelures f3 tracées sur le pourtour de la tige n.
Le mouvement de la membrane flexible ± est réglé automatiquement par l'effet de pres- sion du fluide sur ses deux faces cl et c2, état de pres- sion dépendant du degré d'ouverture d'un clapet de réglage g logé dans la tête du couvercle b et soumis à l'action de résistance d'un ressort réglable h par l'intermédiaire d'un pointeau libre i; le réglage du ressort h s'opère par le vissage ou le dévissage d'un mamelon poussoir 1 logé dans un manchon taraudé k dont l'étanchéité est assurée par un joint 1 pressé à l'intérieur d'un bonnet m vissé sur la paroi extérieure du manchon k.
Le fluide dégagé par le clapet g peut être simplement libéré ou être conduit dans une chambre de décharge u. L'o- rifice de raccordement est représenté par c.
La soupape automatique de sûreté fonctionne de la fa- çon suivante:
La fluide pénètre dans l'appareil par l'orifice de raccordement et remplit les deux chambres d et e en passant par le canal f.
Supposons que le ressort de réglage h soit pressé de façon à maintenir le clapet réglable g sur son siège r jusqu'à ¯une limite de pression supérieure à celle de rem- plissage.
Le fluide remplissant la chambre e étant sous le même état de pression que celui remplissant la chambre d, l'ac-
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tion des pressions égales sur les deux faces c1 et c2 de la membrane flexible de séparation ±.neutralise la posi- tion de celle-ci qui suit le mouvement d'abaissement du clapet de décharge c appliqué automatiquement sur son siè- ge s par l'action de la pesanteur et celle d'entraînement du courant tout comme un clapet de retenue ordinaire.
Lorsqu'il y a un excès de pression, le ressort de ré- glage h faibli , permet au clapet de réglage g de se décol- ler de son siège r, provoquant par le rapport de débit existant entre l'ouverture du siège r et celle du canal f une perte de pression dans la chambre e se traduisant im- médiatement par la rupture d'équilibre de pressions agis- sant sur les deux faces cl et c2 de la membrane flexible c, laquelle sous l'effet de l'excès de pression sur la face c2, d'une surface de contact supérieure au dos du clapet de décharge o, est refoulée vers le haut, entraînant le cla- pet de décharge o qui dégagé instantanément le siège s par lequel s'échappe vers l'extérieur, ou la conduite d'échappe- ment raccordée à l'orifice t, le fluide libéré, en passant par la chambre de décharge u.
Le fluide évacué par le siège r du clapet de réglage ± s'échappe vers l'extérieur par l'o- rifice d'expansion y auquel peut être raccordée une condui- te d'expansion w débouchant dans la chambre de décharge u par un canal de raccordement x
Lorsque par suite de l'échappement du fluide, la perte de pression a été d'une importance suffisante pour que l'ef- fort de résistance du ressort de réglage h redevienne supé- rieur à celui de la pression du fluide, le clapet de régla- ge g est réappliqué sur son siège r, fermant ainsi la cham- bre e =dans laquelle le fluide, passant par le canal f, s'ac- cumule à nouveau et rétablit automatiquement l'équilibre des pressions sur les :deux faces cl et c2 de la membrane flexible c dont les fonctions sont neutralisées.
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Par l'action de la pesanteur et celle d'entraînement, le clapet de décharge 0 descend naturellement sur son siège où tout comme un clapet de retenue ordinaire, la pression du fluide l'applique fortement assurant une fermeture bien étanche.
La disposition décrite dans son ensemble et représentée de même n'est qu'une des formes de réalisation donnée à simple titre d'exemple, non limitatif,pouvant être modifié à volonté, sans que le principe de l'invention en soit changé.
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PATENT
The object of the present invention is to provide an automatic safety valve capable of rapidly, and in sufficient quantity, the expansion of a pressurized fluid before the walls of the receptacle containing it (boilers, tanks, pipes, etc. ...) are not subject to the effects of excess pressure resulting in premature wear and tear of devices and pipes, and even often dangerous accidents; also ensures a tight seal after each service to prevent pressure and fluid losses.
So-called safety valves, generally known, cannot guarantee compliance with these requirements. Indeed, the known valves are counterweight or pressure spring. The resistance of the counterweight, or of the spring, acts directly on the exhaust valve which remains applied to its seat up to the maximum pressure limit set.
As soon as this limit is exceeded, the resistance becomes less than the pressure force and allows the valve to take off slightly, allowing a small quantity of fluid to escape, this first escape being insufficient for it to result in a serious drop in pressure, excess pressure increases, the valve moves further away from its seat,
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but the opening movement does not remain proportional to the increase in pressure, since it remains subject to the effect of an increase in resistance resulting from the crushing of the spring or the height of lift of the spring. counterweight.
The object of the invention is an automatic valve which obviates the aforementioned drawbacks and responds, in all its meaning, to the requirements of the safety valve.
In the safety valve according to the invention, the relief valve, independent of any adjustment resistance, is simply connected to a flexible membrane arranged in the body of the valve and held in equilibrium by the pressure of the fluid itself. , this balance being broken and the relief valve withdrawn from its seat by the deformation of said membrane, as soon as the maximum pressure has been exceeded.
The two faces of the diaphragm carrying the relief valve can be in contact with the pressurized fluid, the equilibrium being maintained as long as the maximum pressure is not exceeded, the rupture of equilibrium and thus the withdrawal of the relief valve from its seat taking place instantaneously when this maximum is exceeded by a vacuum exerted on the diaphragm.
The valve may include a cavity partitioned off by a membrane, the two chambers thus formed being in communication with each other and one of them with the pressurized fluid, while the other is closed by an adjustment valve. such that this valve rises when the pressure exceeds its imposed load to allow the fluid to escape and thus cause the pressure equilibrium to break on the faces of the diaphragm which, by yielding, withdraws the relief valve with it .
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The closing ... due to ¯alap1 shutter'-on S'Ó: g, ¯sfè.ge :: 6St. "3 -assured by the simple pressure effect of the fluid itself all like an ordinary check valve, without the help of a
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counterweight, adjusting spring or other automatic pressure device.
In a body formed of three chambers separated from each other first by a flexible membrane for two superimposed chambers on the one hand, and then by a discharge valve for the lower chamber and the discharge chamber on the other hand, the fluid itself can fill the first two chambers by communication of a channel in order to neutralize the effects of the flexible membrane to:
. which is fixed the relief valve, so that when the maximum pressure limited, by an adjustable spring valve is slightly exceeded, the spring flexes under the action of pressure of the fluid, the valve is raised allowing escape the fluid phs quickly than it can reach the upper chamber causing a loss of pressure there which reverses the control of the relief valve by breaking the balance of pressures on the two faces of the resulting flexible membrane, which diaphragm is forced sharply up the '-, upper chamber by causing the discharge valve which completely and instantly disengages its seat thus allowing a total discharge flow of fluid.
The resistance to the pressure force can be adjusted by means of a spring-loaded valve device completely independent of the relief valve.
The appended drawing, given by way of example, represents one of the embodiments of the object of the invention.
In this drawing:
Fig.l is a side elevational view of the automatic safety valve.
Fig. 2 is a vertical sectional view of the automatic safety valve.
The automatic safety valve features a. metal body surmounted by a cover b from which it is separated
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by a flexible membrane. ±, thus forming two chambers d and e.
The peculiarity of this device lies in the fact that the fluid chamber d is isolated from the chamber e by the flexible membrane. ± while these two chambers remain in communication, with each other, by a channel f, to two inlets fl and f2 pierced in the rod n with a relief valve o fixed to the flexible membrane a by the nuts p and p1 forming the seal being the and grooves f3 traced around the periphery of the rod n.
The movement of the flexible diaphragm ± is automatically regulated by the effect of the pressure of the fluid on its two faces cl and c2, state of pressure depending on the degree of opening of a regulating valve g housed in the head of the cover b and subjected to the resistance action of an adjustable spring h by means of a free needle i; spring h is adjusted by screwing or unscrewing a push nipple 1 housed in a threaded sleeve k, the sealing of which is ensured by a gasket 1 pressed inside a cup m screwed onto the wall outer sleeve k.
The fluid released by the valve g can simply be released or be led into a discharge chamber u. The connection port is represented by c.
The automatic safety valve works as follows:
The fluid enters the device through the connection orifice and fills the two chambers d and e, passing through channel f.
Suppose that the adjusting spring h is pressed in such a way as to keep the adjustable valve g on its seat r up to ¯ a pressure limit higher than the filling one.
The fluid filling the chamber e being under the same state of pressure as that filling the chamber d, the ac-
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tion of equal pressures on the two faces c1 and c2 of the flexible separation membrane ±. neutralizes the position of the latter which follows the lowering movement of the discharge valve c automatically applied to its seat s by l the action of gravity and that of driving the current just like an ordinary check valve.
When there is excess pressure, the regulating spring h weakens, allows the regulating valve g to release from its seat r, causing the flow ratio existing between the opening of the seat r and that of channel f a loss of pressure in chamber e resulting immediately in the rupture of the pressure equilibrium acting on the two faces cl and c2 of the flexible membrane c, which under the effect of the excess pressure on the face c2, from a contact surface greater than the back of the relief valve o, is forced upwards, causing the relief valve o which instantly releases the seat s through which it escapes towards the outside, or the exhaust pipe connected to the port t, the released fluid, passing through the discharge chamber u.
The fluid discharged through the seat r of the regulating valve ± escapes to the outside through the expansion port y to which an expansion pipe w can be connected leading into the discharge chamber u via a connection channel x
When, as a result of the escape of the fluid, the pressure loss has been of sufficient magnitude for the resistance force of the adjusting spring h to again be greater than that of the fluid pressure, the relief valve adjustment g is reapplied to its seat r, thus closing chamber e = in which the fluid, passing through channel f, accumulates again and automatically restores the pressure balance on the: two faces c1 and c2 of the flexible membrane c whose functions are neutralized.
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By the action of gravity and that of driving, the relief valve 0 naturally descends on its seat where, just like an ordinary check valve, the pressure of the fluid applies it strongly ensuring a tight seal.
The arrangement described as a whole and shown in the same way is only one of the embodiments given by way of example, not limiting, which can be modified at will, without the principle of the invention being changed.