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Mémoire descriptif à l'appui de la demande de brevet belge pour: " PERFECTIONNEMENTS AUX SOUPAPES OU EN RELATION AVEC CELLES-CI ". WALKER, OROSWELLER & COMPANY Limited à Oheltenham, et Monsieur Riohard Fife WALKER à Oheltenham. Faisant l'objet dtune demande de brevet déposée en GRANDE BRETAGNE pour cette invention, le 31 décembre I94I, aux noms ci-dessus.
Cette invention se rapporte à des soupapes, plus particulier rement à oelles que l'on emploie pour le contrôle du courant de fluide dans les conduites et similaires,
Le but principal de la présente invention est de fournir un moyen perfectionné capable d'indiquer de façon rapide et visible la position ou le placement d'une soupape par rapport à son siège; c'est à dire d'indiquer si une soupape est fermée ou ou- verte, et, dans ce dernier cas, le degré d'ouverture.
L'invention a encore pour objet de pourvoir à l'ajustage du dispositif indicateur en vue de son emploi pour des soupapes de grandeur et course variées, et de fournir un dispositif de construction simple, robuste et compact ', comportant un mécanisme
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de commande sûr et précis et un nombre minimum de pièces de façon à diminuer la possibilité d'une avarie.
Conformément à la dite invention, un indicateur de position de soupape comprend un carter assemblé à la tige de commande de la soupape et pourvu d'un index ou similaire mobile sous l'action d'un mécanisme logé dans le carter; ce mécanisme lui même étant commandé par une face inclinée d'une tringle ou tige pénétrant dans le logement à des distances variant avec la position de la soupape par rapport à son siège.
Dans une construction préférée, le mécanisme oomporte un secteur à ressort engrenant avec les dents formées ou disposées sur la périphérie d'un arbre porteur d'index et pourvu d'un appendice ou queue prenant contact avec la face inclinée; dans une dispostion encore préférable, l'angle que fait la face inclinée avec l'axe de la tringle varie sur la périphérie de cette dernière de façon telle que, par rotation de la tringle dans le logement, un mouvement relatif donné entre la tringle et le carter provoquera un déplacement plus ou moins grand de l'index.
L'extrémité de la tringle qui se trouve éloignée du carter peut être assemblée à une patte prenant appui sur l'écrou presse- étoupe ou sur toute partie fixe de la soupape, et un ressort, disposé de préférence autour de la tringle peut être comprimé entre le carter et la patte, de manière à maintenir cette dernière en contact avec le -oresse-étoupe dans toutes les positions de la soupape.
Si on le désire, le carter peut aussi servir de volant de commande pour la tige de la soupape, ou, dans le cas plus particulier d'emploi de l'indicateur pour une soupape de grandesdimen. sions, ll peut être assemblé à la tige de la soupape en plus du volant de commande normal, et du côté de ce dernier opposé à la soupape. Dans ce cas, la tringle peut s'engager dans un trou pra- tiqué dans un des bras du volant, une bague peut être disposée entre la patte et l'écrou presse-étoupe et la patte peut être d'une hauteur supérieure au pas de vis formé dans la tige de la soupape.
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De façon à rendre l'invention plus compréhensible et sa mise en pratique, on se réfère maintenant aux dessins annexés dans lesquels:
La fig.I représente la vue en élévation d'une soupape pourvue d'un dispositif indicateur de position et disposée dans une tuyauterie pour fluide,
La fig.2 est une coupe verticale de l'indicateur de soupape représenté à la fig.I.
La fig. 3 est une coupe horizontale suivant la ligne 3-3 de la figure 2.
La fig.4 est une vue en plan de la fig.2.
La fig. 5 représente des vues de détails de l'arbre de commande de l'indicateur de position de soupape.
La fig.6 montre ,en élévation, une soupape de dimensions plus grandes que la soupape de la fig.I.
La fig.7 représente une vue en plan du dispositif de commande de la soupape de la fig.6.
Chacune des valves des fig.I à 6 comprend un corps I ayant des orifices taraudés d'entrée et de sortie 2 et 3, permettant le raccordement aux extrémités des tuyauteries 4, de façon à rendre possible l'insertion de la soupape dans une conduite d'alimentation de fluide. Le dispositif de oommande de la valve comprend une tige 5 qui pénètre, à travers un presse-étoupe étanohe aux fluides, dans la tête du corps I. L'indicateur de position de soupape oomprend un carter 7 contenant un méoanisme qui peut être commandé par une tringle 8.
Dans la soupape de la fig.I, le carter 7 est monté sur l'extrémité de la tige de commande de soupape 5 en lieu et place de l'habituel volant de commande, Cette extrémité du carter est emboitée sur la tige et est pourvue dune série de vis qui sont serrées oontre la dite tige de façon à maintenir sûrement le carter dans sa position et empêcher ainsi tout mouvement relatif entre tige et carter. La partie tout à fait supérieure du carter est d'un plus grand diamètre et sa périphérie extérieure 10 est
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moletée ou formée de toute autre manière de façon que le dit cater puisse être manié pour faire tourner le carter et la tige et commander la soupape.
Le oarter 7 comporte une poche latérale II ayant à sa partie inférieure une ouverture où se trouve fixée une buselure guide 13. La tringle 8 se prolonge à, travers la dite buselure jusqu'à la poche II et est ainsi placée parallèlement à la tige de soupape 5, mais d'un côté seulement. L'extrémité inférieure ou extérieure de la tringle est pourvue d'une patte 15 reposant sur l'écrou presse étoupe 6 et pouvant tourner par rapport à ce dernier.
L'extrémité supérieure de la tringle , située à l'intérieur de la poche 11, se termine en pointe (voir fig.5), l'angle de la pointe variant autour de la périphérie de la dite tringle.
La patte 15 comprend une douille 16, à travers laquelle se -orolonge la tringle 8, pourvue d'une vis 14 pouvant être vissée contre la dite tringle de façon à assurer et ajuster la patte par rapport à la dite tringle. La patte comporte également deux bras parallèles 17 embrassant la tige de soupape 5 et oontribuant à maintenir la patte et la tringle fixes dans leur position par rapport à la tige de soupape. Un ressort à boudin 18 est disposé autour de la tringle 8 et de la buselure 12, le dit ressort étant comprimé entre la partie inférieure de la poche II et le sommet de la douille maintenant ainsi la patte en contact avec l'écrou presse-étoupe 6.
Le mécanisme 19, conçu de façon à donner une indication rapi- dement visible de la position ou du placement de la soupape, est disposé sur une assise 20 constituée à l'intérieur du carter 7.
Ce mécanisme oomDrend deux plaques parallèles 21,23, la plaque 21 étant étroitement fixée à l'assise 20 par des vis 25, tandis que la plaque 22 est espacée de la plaque 21 par des pièces d' écartement 23 disposées autour des vis 24 lesquelles assurent l'assemblage des deux plaques. Une tige 26 est munie de tourillons
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dans les plaques 21, 22, et se prolonge vers liouverture du carter où elle porte un index 27. Entre les dites plaques 21, 22, la tige 26 porte un pignon denté 28 et un fin ressort 29, une extrémité de oe dernier étant fixée à la tige, tandis que l'autre extrémité, l'extérieure, aboutit à l'une des pièces d'écartement 23 et est ainsi empêchée de se mouvoir.
Le pignon 28 engrène avec les dents d'un secteur 30 monté entre les plaques 21 et 22, pouvant tourner entre celles-ci et présentant une queue 31 qui se prolonge dans la poche 11 et est retenue en engagement élastique avec l'extrémité effilée de la tringle.8 grâce au fin ressort 29 agissant par l'intermédiaire du pignon et du secteur.
Un arrêt 32 est prévu à l'intérieur du carter 7 sur le trajet du secteur afin de limiter le mouvement de ce dernier sous l'action du ressort.
Un disque 33, ayant une échelle graduée marquée sur une moitié de la circonférence de sa surface découverte est maintenu dans l'ouverture du carter 7, le dit disque ayant une ouverture centrale par laquelle pénètre la tige 26 de façon à permettre à 1'index 27 d'être placé au dessus et de se déplacer devant l' échelle. Le disque et l'index sont normalement protégés par un disque en verre fixé à l'intérieur de l'ouverture du carter, au dessus du disque, d'une ou l'autre façon convenable connue.
L'index 27 est fixé, ou disposé de toute autre façon en relation fixe par rapport, au bord d'un couvercle semi-circulaire 34 en matière translucide ou opaque. Le couvercle à un diamètre en fait égal au diamètre du disque .33, et, quant la soupape est entièrement fermée, il oouvre le disque gradué sur la moitié de la surface de celui-ci, la position du disque, qui ce moment est découvert, peut être marquée par le mot " fermé". Quand la soupape est ouverte, l'index et le couvercle se déplacent autour du disque de façon à découvrir graduellement l'échelle graduée, jusqu'à ce que, la soupape étant entièrement ouverte, l'index atteint une marque telle que " ouvert" et toute graduation est
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entièrement visible. L'emploi du couvercle facilite la lecture de l'indicateur lors d'un mauvais éclairage.
A la figure 4, 1' index 27 et le oouvercle 34 sont dans une position montrant que la soupape est ouverte d'un peu plus de la toitié.
.. on verra qu'en faisant tourner le carter 2 au moyen de la partie circulaire moletée 10, la tige de soupape tournera et la soupape sera amenée en position entièrement ouverte ou fermée.
De plus, lors de la rotation du carter, il se produira, du fait de celle-ci, un mouvement de rotation de la tringle $ autour de la tige de soupape et un mouvement de rotation de la patte 15 sur l'écrou presse-étoupe . D'ailleurs l'ouverture ou la fermeture de la valve provoque le déplacement du carter- rapprochement ou éloignement- par rapport au dit écrou, si bien que l'extrémité effilée de la tringle pénétrera à l'intérieur de la poche 11 sur une distance plus ou moins grande.
Ce mouvement longitudinal du carter 2 par rapport à la tringle 8 amène un déplacement longitudinal de la queue 31 du secteur le long de la pointe effi- lée de la dite tringle ; lesecteur va ainsi tourner autour de son pivot et mettra en mouvement le pignon 28 ainsi que l'arbre 26 et il en résultera que l'index 37 et le couvercle 34 vont se déplacer sur le disque gradué 33. Ce déplacement de l'index est dû originellement à l'extrémité effilée de la tringle alors que celle-ci est contrainte de pénétrer dans la poche 11, et au fin ressort 29 lequel maintient la queue en contact avec la tringla quand cette dernière est rappelée hors de la poche.
On doit considérer ensuite que, tandis que la distance entre le carter et l'écrou presse-étoupe augmente, le ressort comprimé 18, agissant sur le sommet de la douille 16, maintient la patte 15 sur l'écrou presse-étoupe, de sorte qu'est assuré le mouvement relatif entre le carter et la, tringle et l'étendue de ce mouvement relatif dépendra du déplacement longitudinal de la tige de soupape.
Par le desserrage de la vis 14, on peut faire tourner la
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tringle 8 à l'intérieur de la douille 16 et la réassujettir par serrage de la dite vis. De cette façon, une autre partie de l'ex trémité supérieure effilée de la tringle peut être présentée à la queue du secteur ; parexemple, la partie 8a peut être pré- sentée à la dite queue au lieu de la partie 8b.
On verra par la fig.5, que ces deux parties sont inclinées suivant des angles très différents par rapport à l'axe de la tringle, et que, lorsque la queue vient en contact avec la face 8a, un beaucoup plus grand déplacement longitudinal de la tige de soupape sera néces. saire pour amener l'index 7 de " fermé complètement" à Il ouvert complètement", que lorsque la queue est en contact avec la partie 8b. Ainsi par rotation de la tringle à l'intérieur de la douille, l'indicateur peut être réglé en vue de l'emploi pour soupapes ayant des distances différentes entre positions extrèmes. Si c'est nécessaire, la tringle peut aussi être réglée en la dépla çant axialement dans le coussinet.
Quand il y a lieu d'employer un indicateur pour de grandes soupapes telles que celle des fig, 6 et 7, pour lesquelles la distance entre l'écrou presse étoupe 6 et le volant de commande 35 est si grande que la patte 15 ne peut reposer sur l'écrou dans toutes les positions de la soupape quand la tringle 8. pénètre dans la poche 11, on peut pourvoir la dite tige d'une bague 36, créant ainsi pour les braa 17 un siège plus élevé.
D'ailleurs , si, dans des cas extrêmes, la course de la soupape entre ses positions limites est d'une longueur telle qu'elle amènerait une perforation du disque par la pointe de la tringle 8 lors du serrage de la tige vers le bas, il serait simplement nécessaire de prévoir un carter plus profond et la difficulté serait surmontée,
Si le bras de levier offert par la partie circulaire moletée 10 du carter est insuffisant pour actionner de grandes soupapes, op propose, dans ce cas, de fixer le carter 7 à la tige 5, au dessus du volant normal 35, ainsi qu'il apparàità la fig.6, 1' éorou de fermeture étant de préférence replacé comme dans le cas normal.
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En pareil cas, pour assurer en même temps la rotation du carter et du volant et pour rendre impossible la séparation acoiden- telle du carter d'aveo la tige, la tringle µ et son ressort 18 traversent un trou 37 ménagé dans un des bras 38 du dit volant.
Pour éviter que la patte 15 ne s'engage dans le filet existant habituellement sur les tiges de grosses soupapes, les bras 17 peuvent être supprimés et remplacés par une bride en arc qui sera de plus grande hauteur que le pas du filet et enserrera partiellement la tige.
REVENDICATIONS
I) Perfectionnements aux soupapes ou en relation avec oellesci, caractérisés en ce que en application aux soupapes, l'indicée* teur de position de soupapes comprend un carter fixé à la tige commandant la soupape et pourvu d'un index ou similaire pouvant être mû par mécanisme logé dans le carter, le dit mécanisme étant lui-même commandé par la face inclinée d'une tringle pénétrant dans le carter, la profondeur de la pénétration variant selon la position relative de la soupape et de son siège.