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Perfectionnements aux soupapes de détente pour appareils frigori- fiques et analogues.
La présente invention se rapporte aux soupapes de dé- tente pour appareils frigorifiques, conditionneurs d'air, etc., qui se placent à l'entrée du serpentin refroidisseur ou évapo- rateur pour commander le passage du réfrigérant, et plus parti- culièrement aux soupapes de détente équilibrées où la pression d'un ressort et la pression de l'évaporateur tendant à fermer la soupape sont équilibrées soit par la pression atmosphérique agis- sant sur une membrane et par un second ressort qui peut être réglé à la main selon les conditions de température désirées dans le serpentin refroidisseur, soit par la pression d'un fluide sur la membrane qui varie automatiquement avec la température du réfrigérant à la sortie du serpentin. La soupape est ordinairement @
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du type à pointeau, à bille ou à plateau.
Pour l'entretien ou le remplacement de pièces des sou- papes de ce genre de construction connue, il était nécessaire jusqu'ici de détacher le corps de soupape entier du circuit réfrigérant ou d'enlever le dispositif à membrane ou à ressort réglable. Quand la soupape est à commande thermostatique il fallait souvent, pour l'entretien, démonter le raccord du ther- mostat. Il s'ensuit une détérioration des joints étanches à la pression autour de la membrane ou aux raccords du circuit réfri- gérant, ainsi qu'une perte de temps avec mise hors service prolongée de l'appareil frigorifique.
La présente invention a pour objet une soupape de détente construite de façon à éviter ces inconvénients et à faciliter le montage correct des pièces mobiles de la soupape avant leur placement dans le circuit réfrigérant.
Suivant l'invention, le corps d'une soupape de détente équilibrée pour appareil frigorifique comprend une chambre à membrane, une douille sans fond coaxiale à la chambre à membrane et communiquant avec celle-ci à une extrémité, des lumières d'entrée et de sortie débouchant dans la douille à travers le corps, et un bloc de soupape amovible qui comprend un bouchon creux ou manchon pouvant être introduit dans la douille d'une manière amovible et de façon étanche au fluide, par l'extrémité de la douille opposée à la chambre à membrane, et un équipage de soupape entièrement logé dans ce bouchon creux.
De préférence, le bouchon creux se termine à une extré- mité par une surface de butée coopérant avec la membrane pour déterminer la position de fin de course de celle-ci dans le sens de l'ouverture de la soupape. La douille du corps de sou- pape et le bouchon ou manchon amovible peuvent être cylindri- ques.
Afin que l'invention soit bien comprise, on décrira ci-après, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de la
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soupape de détente, l'une à commande thermostatique et l'autre à réglage manuel, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe verticale d'une soupape à commande thermostatique.
Fig. 2 est une coupe verticale d'une soupape à réglage manuel, montrant le bouchon qui contient l'équipage de soupape retiré de la douille du corps de soupape, et
Fig. 3 est une vue en élévation suivant la flèche III de la Fig. 2.
La soupape à commande thermostatique représentée sur la Fig. 1 est destinée à être montée près de l'évaporateur et com- prend un corps coulé ou forgé 1 comportant à sa partie supérieure ,une chambre à membrane 2 fermée par un couvercle 3 qui serre en place la membrane 4. Dans le couvercle 3 est monté un ressort léger 5 agissant sur le dessus de la membrane 4, tandis que dans le col 3a du couvercle est raccordé de manière étanche un tube de faible section 6 pourvu d'une ampoule (non représentée) qui se fixe en bon contact thermique au tuyau de sortie (non représenté) de l'évaporateur. L'ampoule peut être remplie d'un liquide ou gaz approprié, pour exercer sur la face supérieure de la membrane une pression correspondant à la température de la vapeur quittant l'évaporateur.
En dessous de la membrane 3 débouche dans la chambre 2 une douille 7, coaxiale à cette chambre. A sa partie supérieure, près de la chambre à membrane 2, la douille 7 est percée d'une lumière 8 qui communique avec une sortie 9 à raccorder à l'évapora- teur. Plus bas et du côté opposé, la douille 7 est percée d'une autre lumière 10 qui communique avec une entrée 11 munie d'un filtre 12 et d'un raccord 13 pour la conduite d'amenée du liquide réfrigérant (non représentée). L'extrémité inférieure de la douille
A
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7 est ouverte pour permettre d'y introduire un bloc de soupape.
Ce bloc comprend un bouchon creux ou manchon 14, cylindrique, qui s'emboîte étroitement dans la douille 7 et s'étend, à son extrémité supérieure, jusqu'à la chambre à mem- brane 2. Ce bouchon creux 14 présente extérieurement deux gorges annulaires 15,16 destinées à. coïncider avec les lumières 8, 10 respectivement, et ces gorges 15, 16 communiquent par des conduits radiaux 15a, 16a avec un alésage central 17 du bouchon 14. Entre les deux gorges 15, 16, l'alésage central contient le siège 18 d'une bille de soupape 19, cette dernière étant logée sous le siège 18, dans une partie élargie 17a de l'alésage 17, où est également logé un ressort de compression 20 qui pousse la bille 19 par en dessous.
L'extrémité inférieure du ressort 20 porte contre une butée réglable 21 qui se visse dans un écrou 22 fixé de façon amovible dans l'extrémité ouverte de l'alésage élargi 17a du;, bouchon 14, et qui est munie d'une tige de réglage à main 23 . L'ensemble 14 à 23 constitue un bloc de soupape amovible.
Au-dessus du siège de soupape 18, le bouchon creux 14 se termine par un dé 24 qui est percé coaxialement au siège 18 pour recevoir la tête 25 d'un poussoir 26 attaquant la bille 19. Afin que la pression réduite qui règne dans la conduite d'aspiration raccordée à la sortie 9 et allant au compresseur (non représentée-)., puisse agir sur la face inférieure de la mem- brane 4, une lumière 27 fait communiquer le dessous de la mem- brane avec la sortie 9. Convenablement usinée, la face supérieure du dé 24 constitue une butée pour la membrane 4 dans la position de fin de course inférieure de celle-ci. Le poussoir 26 a une longueur telle qu'il soulève sa tête 25 à travers le dé 24 d'une quantité suffisante pour qu'elle attaque le dessous de la mem- brane 4 dans sa position de fin de course supérieure.
De la @
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sorte, la soupape à bille 19 peut être ouverte ou fermée en correspondance avec la différence des pressions exercées sur la membrane 4, d'un côté par le ressort 5 et le fluide thermostati- que du tube 6, et de l'autre côté par la pression d'aspiration régnant dans la sortie 9, raccordée au serpentin refroidisseur et la poussée du ressort 20 agissant sur la bille 19. La soupape
19 travaille ainsi à la manière normale des soupapes de détente équilibrées à commande thermostatique.
Pour isoler la gorge 16 communiquant avec la sortie
9 à basse pression de la gorge 15 communiquant avec l'entrée
11 à haute pression, le bouchon creux 14 présente extérieure- ment deux gorges intermédiaires garnies de bagues d'étanchéité élastiques déformables radialement 28, de type connu, dont le diamètre à l'état non comprimé dépasse légèrement le diamètre intérieur de la douille 7 du corps de soupape 1. Ces bagues
28 sont donc comprimées entre le fond de leurs gorges respec- tives et la paroi de la douille 7 quand on enfonce le bouchon
14 dans celle-ci, et assurent l'étanchéité. Une bague semblable
29 est prévue en dessous de la gorge 15 pour isoler l'entrée
11 de la pression atmosphérique. Un autre joint d'étanchéité 30 empêche toute fuite de réfrigérant entre le bouchon 14 et l'écrou 22.
Suivant une variante (non représentée), la membrane 4 au lieu d'agir sur la tête 25 et le poussoir 26 de la soupape à bille 19, peut agir sur un tampon prévu entre la bille 19 et l'extrémité supérieure du ressort 20 au moyen de poussoirs, de préférence au nombre de trois, qui sont disposés à équidistance autour de l'axe du siège de soupape 18.
Dans la forme d'exécution représentée sur les Figs. 2 et 3, le tube thermostatique 6 est remplacé par un ressort de compression 31 réglable à la main. Le ressort 31 est logé dans un prolongement tubulaire 32 du couvercle 3 de la membrane. Il
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porte à son extrémité supérieure contre une butée 33, vissée sur une tige filetée 34 dont l'extrémité supérieure libre 35 est carrée pour recevoir une clé ou un volant à main amovible.
Pour le reste, la construction de la soupape est en principe semblable à celle de la soupape représentée sur la Fig. 1, mais modifiée pour réduire au minimum l'encombrement du corps de soupape. L'entrée 11 du corps de valve, qui contient le filtre 12, se trouve juste en dessous de la chambre à membrane 2.
Le fond de cette chambre est creusé pour former un canal annu- laire peu profond 36, fermée au dessus par une cloison annu- laire 37 qui isole le canal 36 de l'espace situé sous la mem- brane afin de constituer un compartiment séparé dans la chambre 2.
L'entrée 11 communique avec ce compartiment 36 par un court conduit 11a tandis qu'un autre conduit 38 (Fig. 3) communique avec la lumière radiale 10 qui s'ouvre dans la douille 7 du corps de soupape. Cette lumière 10 coïncide avec une gorge annulaire 15 du bouchon creux 14, qui communique par des lumières radiales 15a avec l'alésage central 17a du bouchon.
Au-dessus du niveau des lumières 15a., l'alésage 17a a un dia- mètre réduit pour recevoir le siège de soupape 18 qui coopère ici avec une soupape à pointeau conique 19a. Celle-ci est d'une pièce avec le poussoir 26 qui se termine à sa partie supérieure par une tête 25a portant contre le dessous de la membrane 4. En dessous de la partie conique 19a formant soupape, le pointeau se prolonge jusque dans une buselure de guidage à bride 39 logée dans l'alésage 17a et maintenue par un bouchon fileté 40 qui ferme de façon étanche l'alésage 17a.
Immédiatement en dessous de la partie conique 19a, une deuxième buselure de guidage à bride 41 est fixée rigidement au pointeau et peut
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coulisser dans l'alésage 17a, les deux buselures 39, 41 passant librement dans le ressort à boudin 20 qui porte à son extrémité inférieure sur la bride de la buselure 39 et à son extrémité su- périeure sur celle de la buselure 41.
La soupape fonctionne sensiblement de la même façon que celle de la Fig. 1, sauf que l'ouverture et la fermeture de la soupape à pointeau 19a. ne dépendent pas des fluctuations de la température dans le serpentin de détente de l'appareil frigo- rifique.
La construction suivant les Figs. 2 et 3 permet de réduire notablement 1-'encombrement du corps de soupape 1 sans aucunement sacrifier l'accessibilité de l'équipage de soupape logé dans le bouchon creux 14. Comme avant; tout cet équipage peut être retiré du corps de soupape en dévissant le bouchon 14 de la douille 7.
Les deux formes d'exécution décrites ci-dessus compor- tent donc un bloc de soupape 14 complètement amovible qui peut être retiré du corps de soupape 1 pour l'entretien ou le rempla- cement de pièces, sans toucherà aucun des raccords entre la soupape 1 et le circuit réfrigérant, en 9 et 11. De plus, on ne doit pas toucher au joint de la membrane 4 et le circuit thermostatique 6, dans la forme d'exécution suivant la Fig. 1, reste toujours fermé.
Un autre avantage réside en ce que, comme la surface supérieure du dé 24 constitue la butée inférieure de la membrane 4, la longueur du ou des poussoirs 26 qui est nécessaire pour obtenir la levée maximum de la soupape 19 dans un équipage donné, peut être facilement déterminée. On peut donc régler avec pré- cision la soupape 19 avant le montage dans le corps de soupape 1.
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Si on le préfère, le trou du dé 24 peut n'avoir que le diamètre requis pour le passage du poussoir 26 dont l'extrémité supérieure portera alors directement sur la membrane 4. D'autre part, on peut choisir pour le réglage de chaque soupape une tête 25 de l'épaisseur voulue avant d'introduire le bouchon 14. dans le corps de soupape 1. Il est clair que d'autres modes et moyens de réglage des pièces convenant à chaque soupape indi- viduelle peuvent être adoptés si on le désire.
Toutes les parties de la soupape, sauf la membrane 4, sont plus facilement accessibles pour le remplacement des pièces ou l'entretien, sans qu'il soit nécessaire de détacher le corps de soupape de détente 1 du circuit réfrigérant.
REVENDICATIONS l.- Soupape de détente équilibrée pour appareil fri- gorifique, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps compre- nant une chambre à diaphragme, une douille ouverte au fond qui s'étend coaxialement à cette chambre et communique avec elle à une extrémité, ainsi que des lumières d'entrée et de sortie débouchant dans la douille, et un bloc de soupape amovible com- prenant un bouchon creux ou manchon destiné à être introduit de manière amovible et étanche dans la douille par l'extrémité de celle-ci opposée à la chambre à membrane, et un équipage de soupape complètement logé dans le bouchon creux ou manchon.
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Improvements to expansion valves for refrigeration and similar apparatus.
The present invention relates to expansion valves for refrigerating appliances, air conditioners, etc., which are placed at the inlet of the cooling or evaporator coil to control the passage of refrigerant, and more particularly to the refrigerant. balanced expansion valves where the pressure of a spring and the pressure of the evaporator tending to close the valve are balanced either by atmospheric pressure acting on a diaphragm and by a second spring which can be adjusted by hand according to the requirements. desired temperature conditions in the cooling coil, or by the pressure of a fluid on the membrane which varies automatically with the temperature of the refrigerant at the outlet of the coil. The valve is usually @
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of the needle, ball or plate type.
For servicing or replacing parts of valves of this type of known construction, it was heretofore necessary to detach the entire valve body from the refrigerant circuit or to remove the adjustable diaphragm or spring device. When the valve is thermostatically controlled, it is often necessary for maintenance to remove the thermostat connection. This results in deterioration of the pressure-tight seals around the membrane or at the refrigerant circuit connections, as well as loss of time with prolonged shutdown of the refrigeration appliance.
The present invention relates to an expansion valve constructed in such a way as to avoid these drawbacks and to facilitate the correct assembly of the moving parts of the valve before their placement in the refrigerant circuit.
According to the invention, the body of a balanced expansion valve for a refrigeration appliance comprises a diaphragm chamber, a bottomless socket coaxial with the diaphragm chamber and communicating therewith at one end, inlet ports and ports. outlet opening into the socket through the body, and a removable valve block which comprises a hollow plug or sleeve capable of being inserted into the socket in a removable and fluid-tight manner, through the end of the socket opposite to the membrane chamber, and a valve crew fully housed in this hollow plug.
Preferably, the hollow plug ends at one end with a stop surface cooperating with the diaphragm to determine the end-of-travel position of the latter in the direction of opening of the valve. The valve body bush and the plug or removable sleeve may be cylindrical.
In order for the invention to be fully understood, there will be described below, by way of example, two embodiments of the
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expansion valve, one with thermostatic control and the other with manual adjustment, with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a vertical section of a thermostatically controlled valve.
Fig. 2 is a vertical section of a manually adjustable valve, showing the plug which contains the valve assembly removed from the valve body socket, and
Fig. 3 is an elevational view along arrow III of FIG. 2.
The thermostatically controlled valve shown in FIG. 1 is intended to be mounted near the evaporator and comprises a cast or forged body 1 comprising at its upper part a diaphragm chamber 2 closed by a cover 3 which clamps the diaphragm in place 4. In the cover 3 is mounted a light spring 5 acting on the top of the membrane 4, while in the neck 3a of the cover is tightly connected a small section tube 6 provided with a bulb (not shown) which is fixed in good thermal contact to the evaporator outlet pipe (not shown). The ampoule can be filled with an appropriate liquid or gas, to exert on the upper face of the membrane a pressure corresponding to the temperature of the vapor leaving the evaporator.
Below the membrane 3 opens into the chamber 2 a sleeve 7, coaxial with this chamber. At its upper part, near the membrane chamber 2, the socket 7 is pierced with a slot 8 which communicates with an outlet 9 to be connected to the evaporator. Lower and on the opposite side, the socket 7 is pierced with another lumen 10 which communicates with an inlet 11 provided with a filter 12 and a connector 13 for the refrigerant liquid supply pipe (not shown). The lower end of the socket
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7 is open to allow the introduction of a valve block.
This block comprises a hollow plug or sleeve 14, cylindrical, which fits tightly into the sleeve 7 and extends, at its upper end, to the diaphragm chamber 2. This hollow plug 14 has two grooves on the outside. annulars 15.16 intended for. coincide with the slots 8, 10 respectively, and these grooves 15, 16 communicate by radial ducts 15a, 16a with a central bore 17 of the plug 14. Between the two grooves 15, 16, the central bore contains the seat 18 d ' a valve ball 19, the latter being housed under the seat 18, in an enlarged part 17a of the bore 17, where a compression spring 20 is also housed which pushes the ball 19 from below.
The lower end of the spring 20 bears against an adjustable stopper 21 which screws into a nut 22 removably fixed in the open end of the enlarged bore 17a of the plug 14, and which is provided with a rod of manual adjustment 23. The assembly 14 to 23 constitutes a removable valve block.
Above the valve seat 18, the hollow plug 14 ends in a die 24 which is drilled coaxially with the seat 18 to receive the head 25 of a pusher 26 attacking the ball 19. So that the reduced pressure which prevails in the suction pipe connected to the outlet 9 and going to the compressor (not shown)., can act on the underside of the diaphragm 4, a light 27 communicates the underside of the diaphragm with the outlet 9. Suitably machined, the upper face of the die 24 constitutes a stop for the membrane 4 in the lower end-of-travel position thereof. The pusher 26 is of such a length that it lifts its head 25 through the die 24 by an amount sufficient to engage the underside of the diaphragm 4 in its upper end position.
Of the @
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Thus, the ball valve 19 can be opened or closed in correspondence with the difference in the pressures exerted on the diaphragm 4, on one side by the spring 5 and the thermostatic fluid of the tube 6, and on the other side by the suction pressure prevailing in the outlet 9, connected to the cooling coil and the thrust of the spring 20 acting on the ball 19. The valve
19 thus works in the normal manner of thermostatically controlled balanced expansion valves.
To isolate groove 16 communicating with the outlet
9 at low pressure from the throat 15 communicating with the inlet
11 at high pressure, the hollow stopper 14 has on the outside two intermediate grooves fitted with radially deformable elastic sealing rings 28, of known type, the diameter of which in the uncompressed state slightly exceeds the internal diameter of the sleeve 7 of the valve body 1. These rings
28 are therefore compressed between the bottom of their respective grooves and the wall of the sleeve 7 when the plug is pushed in
14 in it, and provide sealing. A similar ring
29 is provided below the groove 15 to isolate the entrance
11 atmospheric pressure. Another seal 30 prevents any leakage of refrigerant between the plug 14 and the nut 22.
According to a variant (not shown), the membrane 4 instead of acting on the head 25 and the pusher 26 of the ball valve 19, can act on a buffer provided between the ball 19 and the upper end of the spring 20 at the means of pushrods, preferably three in number, which are arranged equidistantly around the axis of the valve seat 18.
In the embodiment shown in Figs. 2 and 3, the thermostatic tube 6 is replaced by a compression spring 31 adjustable by hand. The spring 31 is housed in a tubular extension 32 of the cover 3 of the membrane. he
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door at its upper end against a stop 33, screwed on a threaded rod 34 whose free upper end 35 is square to receive a key or a removable handwheel.
Otherwise, the construction of the valve is in principle similar to that of the valve shown in FIG. 1, but modified to minimize the bulk of the valve body. The inlet 11 of the valve body, which contains the filter 12, is located just below the membrane chamber 2.
The bottom of this chamber is hollowed out to form a shallow annular channel 36, closed above by an annular partition 37 which isolates the channel 36 from the space below the membrane in order to constitute a separate compartment in the chamber. bedroom 2.
The inlet 11 communicates with this compartment 36 by a short conduit 11a while another conduit 38 (FIG. 3) communicates with the radial slot 10 which opens in the socket 7 of the valve body. This opening 10 coincides with an annular groove 15 of the hollow stopper 14, which communicates by radial openings 15a with the central bore 17a of the stopper.
Above the level of the ports 15a, the bore 17a has a reduced diameter to accommodate the valve seat 18 which here cooperates with a conical needle valve 19a. This is in one piece with the pusher 26 which ends at its upper part with a head 25a bearing against the underside of the membrane 4. Below the conical part 19a forming a valve, the needle extends into a nozzle. flange guide 39 housed in the bore 17a and held by a threaded plug 40 which sealingly closes the bore 17a.
Immediately below the conical portion 19a, a second flanged guide nozzle 41 is rigidly attached to the needle and can
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slide in the bore 17a, the two nozzles 39, 41 passing freely through the coil spring 20 which bears at its lower end on the flange of the nozzle 39 and at its upper end on that of the nozzle 41.
The valve operates substantially the same as that of FIG. 1, except that the opening and closing of the needle valve 19a. do not depend on temperature fluctuations in the expansion coil of the refrigeration appliance.
The construction according to Figs. 2 and 3 makes it possible to significantly reduce the size of the valve body 1 without in any way sacrificing the accessibility of the valve assembly housed in the hollow plug 14. As before; all this crew can be removed from the valve body by unscrewing the cap 14 from the socket 7.
The two embodiments described above therefore include a completely removable valve block 14 which can be removed from the valve body 1 for maintenance or the replacement of parts, without affecting any of the connections between the valve. 1 and the refrigerant circuit, at 9 and 11. In addition, the seal of the membrane 4 and the thermostatic circuit 6 must not be touched, in the embodiment according to FIG. 1, always remains closed.
Another advantage is that, as the upper surface of the die 24 constitutes the lower stop of the diaphragm 4, the length of the tappet (s) 26 which is necessary to obtain the maximum lift of the valve 19 in a given crew, can be easily determined. The valve 19 can therefore be adjusted with precision before installation in the valve body 1.
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If preferred, the hole in the die 24 may have only the diameter required for the passage of the pusher 26, the upper end of which will then bear directly on the membrane 4. On the other hand, it is possible to choose for the adjustment of each valve a head 25 of the desired thickness before inserting the plug 14. into the valve body 1. It is clear that other modes and means of part adjustment suitable for each individual valve can be adopted if one the desire.
All the parts of the valve, except the diaphragm 4, are more easily accessible for parts replacement or maintenance, without it being necessary to detach the expansion valve body 1 from the refrigerant circuit.
CLAIMS 1. Balanced expansion valve for refrigeration apparatus, characterized in that it comprises a body comprising a diaphragm chamber, a socket open at the bottom which extends coaxially to this chamber and communicates with it at a end, as well as inlet and outlet openings opening into the socket, and a removable valve block comprising a hollow plug or sleeve intended to be inserted in a removable and sealed manner into the socket through the end of the latter. ci opposite the diaphragm chamber, and a valve assembly fully housed in the hollow plug or sleeve.