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PERFECTIONNEMENTS AUX SOUPAPES BY-PASS-AUTOMATIQUES, COMMANDEES PAR
PRESSION ,DE 'LIQUIDE.
La présente invention est relative à des moyens pour maintenir sensiblement constante la pression dans un système et/ou un accumulateur hydraulique. et spécialement à des soupapes by-pass du type à pistons auto- matiques9 commandées par pression de liquides soupapes qui contrôlent le dé- bit du liquide sous pression par lequel elles sont commandées, comprenant un élément de soupape qui peut fonctionner comme un piston qui.
d9un côtes est commandé par un ressort pour maintenir ledit élément de soupape en posi- tion fermée et du côté opposé au côté sous pression9 est en communication permanente avec 1?admission pour ledit liquide sous pression, un passage res- treint étant prévu pour 19écoulement du liquide sous pression venant du côté sous pression du piston et allant du côté opposée pour amener le piston dans la position fermée de la soupape à être en équilibre hydrauliques le fonction- nement automatique du piston pour ouvrir la soupape étant opéré en permettant au liquide sous pression de s'échapper en partant du côté du piston opposé au côté sous pression., à une vitesse permettant la réalisation d'une diffé- rence de pression sur le piston.
suffisante pour que ce dernier soit dépacé par pression sur le côté sous pression,,, à rencontre du ressort opposé.
Des soupapes by-pass du type spécifié ci-avant peuvent fonction- ner d'une manière très satisfaisante à des pressions comparativement 'élevées,, lorsque la source de liquide sous pression est telle quelle procure une dif- férence de pression comparativement grande pour actionner la soupape.
D9autre part, si la source de liquide sous pression est de pression comparativement basse telle qu'il y ait une très petite différence de pression disponible pour commander la soupape,, et/ou si la vitesse d'élévation et de chute de pression est comparativement lente, il y a possibilité que,,. du fait du res- sort de charge et du frottement de laxe de soupape., ce dernier puisse pren-
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dre une position intermédiaire d'équilibré, dans-laquelle la soupape est par- tiellement ouverte, en provoquant ainsi une limitation de 'l'écoulement du li- quide à travers la soupape alors qu'il devrait être librement dérivé.,
Un objet de la présente invention est de prévoir une soupape by- pass ou autre moyeni de construction améliorée telle qu'il soit susceptible d'être actionné par une très petite différence de' pression de liquide' par lequel il est commandé et qui opérera d'une manière satisfaisante lorsque la vitesse à laquelle la pression s'élève et tombe est comparativement lente.
Un autre objet de la présente invention consiste à prévoir un tel moyen'ou soupape by-pass, construit de manière qu'il s'ouvre complètement lorsque la différence de pression atteint une valeur prédéterminée et qu'il se ferms com- plètement lorsque la différence de pression tombe à une valeur prédéterminée, et qu'il n'y ait pas de'position intermédiaire d'équilibre dans laquelle la soupape est partiellement ouverte.
Un autre objet encore de la présente invention est de prévoir une soupape by-pass construite de manière qu'elle soit capable de fonction- ner comme une soupape de décharge pour pompes hydrauliques qui sont conçues peur charger un accumulateur à basse pression, ayant une pression maximum, par exemple, d'environ 25 atmosphères, soupape disposée de manière que, lorsque la pression de l'accumulateur atteint environ 3 atmosphères, la soupape by- pass s'ouvre et décharge les pompes et, lorsque la pression tombe de la même quantité, la soupape se ferme de sorte que les pompes chargent à nouveau l' accumulateur.
Un autre objet de l'invention consiste à prévoir une soupape by-pass construite de manière qu'elle fonctionne d'une manière satisfaisante avec des pompes de capacités très différentes., la même soupape convenant pour décharger une grande ou une petite pompe.
La présente invention est d'utilisation pour maintenir sensi- blement constante la pression dans un système et/ou un accumulateur'hydrau- lique qui est alimenté en liquide sous pression par une ou plusieurs pom- pes hydrauliques à course continue, au-delà d'une soupape de retenue, qui empêche le système et/ou l'accumulateur de se décharger lorsqu'une ou plu- sieurs des pompes ne sont chargées ;
présente invention comprend des moy- ens consistant en une soupape by-pass ayant un élément de soupape dont la surface active est ouverte pour être reliée et être continuellement soumise à la pression de décharge d'une ou de plusieurs pompes, et en une soupape de contrôle ou soupape-pilote ayant un élément de soupape dont la surface active est continuellement ouverte à la pression du système ou de l'accumula- teur hydraulique, la disposition étant telle que, lorsque la pression dans le système ou accumulateur excède un maximum prédéterminé, l'élément de soupape de la soupape by-pass est forcé de se déplacer vers une position dans laquel- le la décharge de l'une ou de plusieurs des pompes est entièrement dérivée.
La présente invention comprend aussi des moyens pour maintenir sensiblement constante la pression dans un système et/ou un accumulateur hy- draulique, qui est alimenté en liquide sous pression par une ou plusieurs pompes à course continue, ou autre force d'alimentation continue, lesdits moyens comprenant, en combinaison de fonctionnement, deux soupapes, l'une étant susceptible d'être, commandée à l'encontre d'un ressort ou autre char- ge d'opposition par pression du liquide délivré par-la ou les pompes susdi- tes ou autre source d'alimentation, pour dériver l'entièreté de ladite ali- mentation, comme résultat de la création d'une différence de pression sur l'élément de soupape, et l'autre-soupape étant susceptible d'être commandée, également à l'encontre d'un ressort ou autre charge, par pression du liquide du système et/ou de l'accumulateur hydraulique,
pour amener la création de ladite différence de pression lorsque la pression dans ledit système ou ac- cumulateur excède un maximum déterminé, en permettant au liquide sous pres- sion de s'échapper d'un espace situé à une extrémité de l'élément de soupa- pe de la soupape by-pass, et pour empêcher l'échappement de liquide sous pression hors dudit espace, grâce à quoi un état d'équilibre hydraulique peut être rétabli aux extrémités de l'élément de soupape by-pass pour lui permettre d'être déplacé par son ressort ou sa charge vers la position fer-
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mee,, lorsque la pression dans le cylindre et/ou Paocumulateur tombe deune quantité-déterminée,
la disposition étant telle que la vitesse d-'éâhab5ê-- ment dudit liquide sous pression depuis ledit espace est admise à -s9aëàrb'l- tre durant le mouvement d?ouverture'de l9élément de soupape bympâssp pour augmenter ainsi la différence de pression sur cet élément'de s6upàpe"by- pass et;, par conséquent aussi.,, la force tendant à déplacer ledit élément de soupape vers sa position de pleine ouverture.
Dans les'moyens ci-avant, une construction est préférée,,'qui permet à la vitesse déchappement du liquide sous pression Venant dudit espace d'être contrôlée par Isolément de soupape by-pass, d'aune manière telle que la vitesse d9échappement soit admise à saccroître lorsque ledit élément de soupape se déplace vers la position de pleine ouverture et'soit réduite durant le mouvement'de retour dudit élément de soupape vers la po- sition entièrement fermée.
On préfère aussi que les surfaces actives des éléments de sou- Pape soient en communication permanente avec les deux sources de liquide sous pression, dans le cas de Isolément de soupape by-pass avec la déchar- ge de l'une ou de plusieurs des pompes ou dispositifs semblables,, et dans le cas de l'élément de soupape de contrôle ou soupape pilote avec le li-
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quide sous pression du système et/ou de l9accum.ulateur hydraulique.
Par 1?expression "surface active", on désigne la surface de chaque élément de soupape contre laquelle le liquide sous pression peut agir.
Suivant une forme de réalisation,,les moyens de la présente'in- vention comprennent, en combinaison de fonctionnements deux soupapes ayant chacune un élément de soupape du type de piston commandé par ressorte un des éléments de soupape étant soumis à la pression de décharge d'une ou de plu-
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sieurs pompes ou autre source d9alimentation et servant à dériver 1?entière- té de ladite décharge lorsque la pression dans le système et/ou 19accumula- teur hydraulique excède un maximum déterminé, l'autre élément de soupape étant soumis à la pression de liquide du système et/ou de 19accumulateur hydrauli- que et capable de contrôler le fonctionnement de Isolément de soupape by-pass ou élément mentionné en premier lieu,
moyens dans lesquels il est prévus un espace à chaque extrémité de Isolément de soupape by-pass, lesdits espaces étant reliés par un passage comportant un étranglement de surface prédéter- minée ledit passage servant au passage du liquide sous pression depuis l'es- pace qui est ouvert en permanence au liquide sous pression venant de la pom-
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pe ou autre source d9al.rnentation9 vers 19espace situé à l'extrémité opposée de Isolément de soupape; grâce à quoi Isolément de soupape sera en équilibre hydraulique lorsque les deux espaces sont fermés à 1?échappement de liquide sous pression;
une gorge annulaire à la périphérie extérieure de Isolément de soupape by-pass en un endroit intermédiaire aux extrémités de ce dernier, ladite gorge étant reliée, par une ou plusieurs lanières au passage longitu- dinal, ladite gorge annulaire étant close par la paroi de l'alésage de la soupape jusqu'à ce que Isolément de soupape se soit déplacé d'une distance
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prédéterminée vers sa position ddouverture; et une ouverture principale dis échappement dans la paroi dudit alésage de soupape,,, ouverture par laquelle le liquide sous pression venant de la pompe ou d'une autre source est entiè- rement dérivé lorsque Isolément de soupape by-pass est dans la position de pleine ouverture;
et dans lesquels Isolément de soupape pilote ou de soupape de contrôle sert,, lors de son déplacement provoqué par un excès de pression dans le système ou accumulateur hydrauliques à ouvrir à 1?échappement au moins deux lumières dont 1-'une mène à l'espace prévu à 1?extrémité de l'é- lément de soupape by-pass,
qui est éloigné de 1?espace qui est ouvert en per- manence à la pression de décharge venant d9une ou de plusieurs pompes ou au-
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tre source dDalimentation9 1?autre ou les autres lumières s9ouvrant dans 19 intérieur de 1'a.lésage de la soupape by-passa de manière à être fermées par l'élément de soupape by-pass lorsque celui=ci-est dans sa position fermée et à être ouvertes successivement lorsque Isolément de soupape by-pass se dé- place vers sa position de pleine ouverture.,
grâce à quoi le liquide sous pres-
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sion est admis à s9échapper doun des espaces prévu à une extrémité de l9élém
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ment de soupape by-pass pour amener la création d'une différence'de pression à l'étranglement dans le passage longitudinal susdit et un mouvement automatique de l'élément de soupape by-pass vers sa position de pleine ouverture, de maniè- re telle que la vitesse de cet échappement augmente lorsque l'élsment de sou- pape by-pass se déplace vers la position de pleine ouverture, et est réduite de manière correspondante durant le mouvement de retour dudit élément de sou- pape by-pass vers la position de pleine fermeture.
Pour que l'invention puisse être mieux comprise et mise en oeuvre, une forme de réalisation sera maintenant décrite, à titre d'exemple, avec ré- férence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue plus ou moins schématique, en coupe ver- ticale, des soupapes by-pass et pilote formant des moyens de contrôle de la présente invention suivant la forme de réalisation ci-avant mentionnée.
Les figures 2 à 6 sont des schémas montrant les positions relati- ves des deux éléments de soupape dans cinq positions de fonctionnement diffé- rentes.
La figure 7 est un schéma montrant la manière suivant laquelle les moyens de la présente invention sont incorporés dans un système hydrauli- que.
Dans l'exemple illustré, la soupape by-pass qui, à la figure 7. est désignée, d'une manière générale, par la référence E, consiste en un corps de soupape 1 comportant un alésage de part en part, qui est.élargi aux deux extrémités pour former des espaces 2 et 3 qui sont fermés et scellés par des plateaux de fermeture 4. Dans cet alésage, l'élément de soupape by-pass ou plongeur 5 est un montage glissant à recouvrement.
En supposant que la soupape est utilisée dans la position ver- ticale représentée, bien que, lors de l'utilisation, elle puisse évidemment être disposée de manière à prendre toute position convenable, l'espace infé- rieur 2 est relié en permanence, par une lumière ou ouverture 6, à la con- duite principale de décharge d'une ou de plusieurs pompes B, figure 7, et l' espace supérieur 3 constituera un carter pour un ressort léger 7 qui sertà appliquer une charge s'opposant au mouvement ascendant du plongeur de soupa- pe 5 vers la position de décharge de la pompe.
La lumière 6, comme représenté à la figure 7, est reliée à la conduite principale de décharge A en un point compris entre la pompe B et le système et/ou l'accumulateur hydraulique C à alimenter, une soupape de retenue D étant prévue entre la conduite reliée à la lumière 6 et le système et oul'accumulateur hydraulique, pour empêcher ledit système et/ou ledit accumulateur de se décharger par la soupape by-pass E lorsque la pompe est déchargée.
Une portion.intermédiaire de l'alésage de la soupape by-pass est agrandie pour former une chambre annulaire de sortie 8 (figure 1), qui communique avec l'échappement par une lumière d'échappement ou de sortie 9 prévue dans le corps de soupape, et lorsque le plongeur de soupape 5 est dans la position abaissée de la figure 1, la lumière d'admission 6 et l'es- pace inférieur 2 sont isolés de la lumière d'échappement 9 par la portion de plein diamètre du plongeur de soupape, et lorsque ledit plongeur de sou- pape est dans la position complètement levée, le contenu de d'espace 2 est admis à s'échapper librement par la lumière d'échappement 9.
Le plongeur de soupape by-pass 5 comporte un alésage de part en part 10 servant à relier en permanence les espaces 2 et 3, et à l'extré- mité inférieure dudit alésage, est formé ou monté un étranglement ou pàssa- ge réservé 11 qui sert à contrôler la vitesse d'écoulement de liquide sous pression allant de l'espace 2 à l'espace 3, de manière que, lorsque l'espa- ce 3 est partiellement ouvert à l'échappement, la pression dans ledit es- pace 3 tombera et créera une différence de pression à l'étranglement 11, suffisante pour forcer le plongeur de soupape by-pass à vaincre la pression du ressort léger 7 et à se déplacer ainsi vers la position de décharge de la pompe.
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Le passage longitudinal ou alésage de part'en part 10 comporte des ouvertures radiales 12 se terminant par une gorge annulaire 13 qui est découpée dans et entoure le corps du plongeur de soupape 5 en un point de la longueur de celui-ci,,, où elle est normalement fermée par la paroi envi- ronante de l'alésage de la soupapeo
L'extrémité inférieure du plongeur de soupape by-pass, qui est comprise dans l'espace 2, est de dimensions réduites pour former trois portions de diamètres différents, une portion 14 ayant un diamètre inférieur au diamètre total du plongeur de soupape.. une portion 15 ayant un diamètre inférieur au diamètre de la portion 14, et une portion 16 ayant un diamètre inférieur à celui de la portion 15.
Un manchon 17, avec pression par ressorte est monté à glisse- ment sur les portions 14 et 15, ledit manchon contenant son ressort 18 qui agit pour le maintenir dans la position rêrésentée à la figure 1.Ce manchon 17 comporte un rebord 19 à son extrémité interne, le diamètre du bord péri- phérique dudit rebord étant légèrement moindre que le diamètre' total du plon- geur de soupape 5 de manière que, lorsque le manchon se déplace pour compres- ser son ressort et se trouve dans l'alésage de la soupapes il y ait un jeu entre les deux,. égal à quelques millièmes de pouce.
Le mouvement relatif du manchon 17 est limité dans les deux directions par des rebords., lors du mouvement vers l'intérieur par contact avec l'épaulement formé entre la partie de diamètre plein du plongeur de soupape 5 et la portion réduite 14, et lors du mouvement vers l'extérieur par un collier 20 disposé sur la por- tion réduite 16.
Le but du manchon 17 est de restreindre 1?écoulement de liquide sous pression venant de l'espace 2 et allant à l'orifice d'échappement 9, de manière à assurer qu'il y ait toujours suffisamment de pression dans l' espace 2 pour forcer le plongeur de soupape 5 à terminer son mouvement vers la position de décharge totale, même si 1?extrémité inférieure de la portion de plein diamètre du plongeur de soupape sest déplacé dans la gorge annu- laire chargée 8, et même si la pression dans 1?espace 2 est faibles ou 1' écoulement à travers la soupape irrégulier. Lorsque le plongeur de-soupape a terminé son mouvement totale le manchon 17 sera forcé., par la pression dans l'espace 2, à se déplacer à 1?encontre de son ressorte par rapport au plongeur de soupape bu-pass,
vers une position où le rebord 19 a quitté l' alésage de soupape et se trouve dans la chambre annulaire 8, en permettant ainsi au liquide de s'écouler librement de l'entrée 6 vers la sortie 9.
Par conséquents même si seulement une petite pompe débite dans la conduite principale de l'accumulateur,il y aura toujours une pression appropriée dans l'espace 2 pour déplacer le plongeur de soupape by-pass vers sa position de pleine déchargea
En association avec la soupape by-pass, est prévue une soupape pilote 21 dont le corps présente un alésage de part en parts qui est fermé à une extrémité par un carter de ressort 22, dont l'intérieur est relié à 1' échappement;, et qui est fermé à son extrémité opposée par un plateau de fer- meture 23 présentant une ouverture 24 qui est reliée en permanence à l'accu- mulateur C.
L'axe 25 de cette soupape est un montage glissant à recouvrement dans l'alésage de la soupape pilote., et il est déplacé par le pression du liquide venant de l'accumulateur,agissant sur sa surface active du côté de couverture 24. et à rencontre d'un ressort 26.
Ledit axe de soupape pilote présente un alésage central 27 qui est fermé à ses deux extrémités et qui communique avec trois rangées de lu- mières radiales 28, 29 et 30, prévues le long de l'axe. L'alésage de 1a sou- pape pilote présente intérieurement quatre chambres annulaires 31, 32, 33 et 34, ladite chambre 34 étant reliée en permanence à l'échappement par la sortie 35 La chambre 33 est reliée à l'intérieur de l'alésage de la soupape by-pass par le passage 36. la'chambre.32 est reliée à l'espace 3 de la soupa- pe by-passpar le passage 37, et la chambre 31 est également reliée à l'inté- riqur de l'alésage de la soupape by-pass par le passage 38, en un point si-
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tué d'.ue¯qzanbté:
psédéterminé au-dés'sus-du point, d'entrée du passage 36.
Les lumières ci-avant 28, 29 et 30, les chambres 31, 32, 33 et 34, et les passages 36, 37 et 38 sont tous disposés de manière que la sou- pape pilote et la soupape by-pass fonctionnent comme suit.
En se référant à la figure 2, celle-ci montre les positions du plongeur de by-pass 5 et de l'axe de la soupape pilote 25, lorsque la pression dans l'accumulateur C et, par conséquent, à l'ouverture 24 à la base de la soupape pilote est plus basse que la limite inférieure; par con- qéquent, les deux soupapes sont dans leur position inférieure extrême, l' axe de la soupape pilote étant maintenu vers le bas par son ressort 26.
Lorsque la pression s'élève dans l'accumulateur, du fait du démarrage de la pompe par exemple, l'axe de la soupape pilote commencera à monter, en passant par une position intermédiaire telle que celle représentée à la figure 6 ; mais le liquide est encore enfermé dans le carter de ressort ou espace 3 au-dessus du plongeur de by-pass et, lorsque la pression s'élè- ve dans l'espace d'entrée ou chambre 2, elle a accès au carter de ressort 3 par l'étranglement 11; en conséquence, le plongeur de by-pass est en- core en équilibre axial hydrauliquement, et, par conséquent, il continue à être maintenu dans la position inférieure extrême par le ressort 7.
La soupape by-pass, dans cette position, est fermée.
Lorsque la pression de l'accumulateur s'élève jusqu'à la limite supérieure, l'axe de la soupape pilote s'élève vers sa position supérieure, comme montré aux figures 3 et 4, dans laquelle en verra que les passages 36. 37 et 38 sont ouverts à l'échappement, à l'extrémité de la soupape pilote, par les chambres 32, 31 et 33, donnant respectivement dans les lumières 29 et 30, et au-dessus par l'alésage central 27, et vers l'extérieur par les lumières 28 vers la sortie d'échappement 35. Mais des passages 38 et 36 sont encore fermés par le plongeur de by-pass 5, de sorte que le liquide venant de la chambre 5 n'a accès à l'échappement que par le passage 37.
En supposant que le plongeur de by-pass se soit dépla- cé vers la position montrée à la figure 3, le plein diamètre du plongeur n'est pas encore hors de l'alésage et le rebord 19 est encore dans l'alé- sage de soupape. La gorge 13 du plongeur de by-pass commence à découvrir le passage 36 qui est déjà relié à l'échappement et, lorsque l'extrémité du plongeur de by-pass sort de l'alésage de soupape, la pression dans la chambre 2 pousse le manchon 17 et le rebord 19 violemment vers le haut con- tre le fond de la portion de plein diamètre du plongeur.
De cette manière, avec un accès accru vers l'échappement par l'alésage central 10 et le pas- sage 36, la différence de pression à l'étranglement 11 augmente et force le plongeur de by-pass à s'élever vers sa position extrême supérieure, comme montré à la figure 4... en découvrant un nouvel accès vers l'échappement par le passage 38. On verra que le rebord 19 du manchon à ressort 17 contrôle alors l'écoulement vers l'échappement., venant de l'espace 2 vers la chambre annulaire 8, et assure que la pression dans l'espace 2 soit suffisante pour maintenir le plongeur de by-pass dans la position supérieure, même si l' écoulement peut être réduit par une capacité de pompe réduite, par exemple.
La soupape by-pass est alors tout à fait ouverte.
Lorsque la pression de l'accumulateur à la lumière 24 tombe vers la limite inférieure, l'axe de la soupape pilote 25 sera déplacé vers le bas par le ressort 26, comme montré à la figure 2, en fermant d'abord les sorties des passages 37 et 36, mais le passage 38 est encore ouvert à l'échappement. Ensuite, lorsque la pression de l'accumulateur atteint la limite inférieure, un nouveau mouvement descendant de l'axe 25 étranglera et finalement fermera l'échappement venant du passage 38, car les lumières 28 se déplacent pour cesser leur communication avec l'anneau de sortie d'échappement 35.
Ceci fait cesser finalement tout passage vers l'échappement venant de l'étranglement 11 ci-avant et, par conséquent, la pression s' élève dans le carter de ressort ou espace 3 jusqu'à la même valeur que celle
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de la chambre dentrée ou espace 2, en mettant ainsi le plongeur dé by-pass en équilibre axial.. grâce à quoi il est déplacé-vers la position inférieure' extrême par le ressort 7, comme montré à la figuré 6La soupape by-pass est maintenant fermée et elle restera fermée jusqu'à ce que la'pression dans l' accumulateur s'élève jusqu'à la limite inférieure et déplace l'axe de la soupape pilote vers une position correspondant à celle de la-figure 3.
On comprendra que la vitesse d'action et la force de chacun des ressorts 18, 7 et 26 sont telles en liaison avec la disposition'des diverses lumières dans les deux soupapes, que. lorsque la pression de 1' accumulateur s'élève vers la limite supérieures laxe de la soupape pilote se déplace dabord vers le haut avec ensuite le mouvement ascendant et complet du plongeur de by-pass et lorsque la pression dalimentation tombe vers la limite inférieure, 1?axe de la soupape pilote se déplace d9abord vers le bas avec ensuite le mouvement descendant et complet du plongeur de by-pass. De cette manières la soupape de by-pass est soit ouverte., soit fermée, et il n'y a pas de position intermédiaire d'équilibre.
On comprendra que dans la forme de réalisation ci-avant, les soupapes ont été décrites et illustrées avec leurs axes verticaux,, mais que c9était simplement en vue de 1?explication à donner; elles pourraient fonctionner aussi bien si elles étaient disposées horizontalement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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IMPROVEMENTS TO BY-PASS-AUTOMATIC VALVES, CONTROLLED BY
PRESSURE, LIQUID.
The present invention relates to means for maintaining substantially constant the pressure in a system and / or a hydraulic accumulator. and especially to automatic piston type bypass valves controlled by pressure of liquid valves which control the flow of pressurized liquid by which they are controlled, comprising a valve element which can function as a piston which.
One rib is spring-loaded to keep said valve member in the closed position and the side opposite to the pressurized side is in permanent communication with the inlet for said pressurized liquid, a restricted passage being provided for the flow of the liquid. liquid under pressure coming from the pressurized side of the piston and going from the opposite side to bring the piston into the closed position of the valve to be in hydraulic equilibrium with the automatic operation of the piston to open the valve being operated by allowing the liquid under pressure to escape starting from the side of the piston opposite to the pressurized side, at a speed allowing a difference in pressure to be achieved on the piston.
sufficient for the latter to be displaced by pressure on the pressurized side ,,, against the opposite spring.
Bypass valves of the type specified above can operate very satisfactorily at comparatively high pressures when the source of pressurized liquid is such as to provide a comparatively large pressure difference to actuate. the valve.
On the other hand, if the source of pressurized liquid is of comparatively low pressure such that there is a very small pressure difference available to control the valve,, and / or if the rate of pressure rise and fall is comparatively low. slow, there is a possibility that ,,. due to the load spring and the friction of the valve shaft., the latter can take
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providing an intermediate balanced position, in which the valve is partially open, thereby causing restriction of the flow of liquid through the valve when it should be freely bypassed.
It is an object of the present invention to provide a bypass valve or other means of improved construction such that it is capable of being actuated by a very small difference in 'liquid pressure' by which it is controlled and which will operate d. satisfactorily when the rate at which the pressure rises and falls is comparatively slow.
Another object of the present invention is to provide such a means or bypass valve, constructed in such a way that it opens completely when the pressure difference reaches a predetermined value and that it closes completely when the pressure difference reaches a predetermined value. pressure difference falls to a predetermined value, and that there is no intermediate equilibrium position in which the valve is partially open.
Still another object of the present invention is to provide a bypass valve so constructed as to be capable of functioning as a relief valve for hydraulic pumps which are designed to charge a low pressure accumulator having low pressure. maximum, for example, of about 25 atmospheres, valve so arranged that, when the pressure of the accumulator reaches about 3 atmospheres, the bypass valve opens and discharges the pumps and, when the pressure drops by the same quantity, the valve closes so that the pumps charge the accumulator again.
Another object of the invention is to provide a bypass valve constructed in such a way that it operates satisfactorily with pumps of very different capacities, the same valve being suitable for discharging a large or a small pump.
The present invention is of use in maintaining substantially constant the pressure in a hydraulic system and / or accumulator which is supplied with liquid under pressure by one or more continuous stroke hydraulic pumps, beyond a check valve, which prevents the system and / or the accumulator from discharging when one or more of the pumps are not loaded;
The present invention comprises means consisting of a bypass valve having a valve element whose active surface is open to be connected and to be continuously subjected to the relief pressure of one or more pumps, and of a relief valve. A control or pilot valve having a valve element the active surface of which is continuously open to pressure from the hydraulic system or accumulator, the arrangement being such that when the pressure in the system or accumulator exceeds a predetermined maximum, the valve element of the bypass valve is forced to move to a position in which the discharge of one or more of the pumps is completely bypassed.
The present invention also comprises means for maintaining substantially constant the pressure in a hydraulic system and / or accumulator, which is supplied with liquid under pressure by one or more continuous stroke pumps, or other continuous supply force, said means comprising, in combination of operation, two valves, one being capable of being actuated against a spring or other opposing load by pressure of the liquid delivered by the aforementioned pump (s). tes or other power source, to bypass all of said power, as a result of creating a pressure difference on the valve member, and the other valve being controllable, also against a spring or other load, by pressure from the fluid in the system and / or the hydraulic accumulator,
to cause the creation of said pressure difference when the pressure in said system or accumulator exceeds a determined maximum, by allowing the pressurized liquid to escape from a space located at one end of the valve element - eg of the bypass valve, and to prevent the escape of pressurized liquid out of said space, whereby a state of hydraulic equilibrium can be restored at the ends of the bypass valve element to allow it to '' be moved by its spring or its load towards the closed position
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mee ,, when the pressure in the cylinder and / or the documentulator falls by a determined quantity,
the arrangement being such that the rate of withdrawal of said pressurized liquid from said space is allowed at -s9aëàrb'l- during the opening movement of the valve member bympâssp to thereby increase the pressure difference over this valve element by-passes and hence also the force tending to move said valve element to its fully open position.
In the above means, a construction is preferred which allows the rate of escape of pressurized liquid from said space to be controlled by the bypass valve isolation, in such a way that the rate of exhaust is controlled. allowed to increase as said valve member moves to the fully open position and is reduced during the return movement of said valve member to the fully closed position.
It is also preferred that the active surfaces of the valve elements are in permanent communication with the two sources of pressurized liquid, in the case of a bypass valve isolation with the discharge of one or more of the pumps. or similar devices ,, and in the case of the control valve element or pilot valve with the li-
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quide under pressure from the hydraulic system and / or accumulator.
By the term "active area" is meant the area of each valve member against which the pressurized liquid can act.
According to one embodiment, the means of the present invention comprise, in combination of operations two valves each having a valve element of the spring-loaded piston type, one of the valve elements being subjected to the relief pressure d. 'one or more
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if the pressure in the system and / or the hydraulic accumulator exceeds a determined maximum, the other valve element being subjected to the liquid pressure of the pump or other power source and serving to bypass the entire said discharge. hydraulic system and / or accumulator and capable of controlling the operation of the bypass valve isolation or element mentioned first,
means in which a space is provided at each end of the bypass valve isolation, said spaces being connected by a passage having a predetermined surface constriction said passage serving for the passage of the pressurized liquid from the space which is permanently open to pressurized liquid coming from the pump.
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pe or other source d9al.rnentation9 to 19espace located at the opposite end of the valve insulation; whereby the valve isolation will be in hydraulic equilibrium when the two spaces are closed to the escape of pressurized liquid;
an annular groove at the outer periphery of the bypass valve insulation at a location intermediate the ends of the latter, said groove being connected by one or more straps to the longitudinal passage, said annular groove being closed by the wall of the bore the valve until the valve insulation has moved a distance
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predetermined towards its opening position; and a main exhaust opening in the wall of said valve bore ,,, opening through which liquid under pressure from the pump or other source is entirely bypassed when the bypass valve isolation is in the off position. full opening;
and in which the pilot valve or control valve isolation serves, during its displacement caused by an excess of pressure in the hydraulic system or accumulator to be opened to the exhaust at least two ports of which one leads to the exhaust. space provided at the end of the bypass valve element,
which is remote from the space which is permanently open to the relief pressure from one or more pumps or
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be the source of power to the other or the other lumens opening inside the bore of the bypass valve so as to be closed by the bypass valve element when this is in its closed position and to be opened successively when the bypass valve isolation moves to its fully open position.,
whereby the liquid under pressure
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tion is allowed to escape through spaces provided at one end of the element.
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bypass valve assembly to cause the creation of a pressure difference at the throttle in the aforesaid longitudinal passage and automatic movement of the bypass valve element to its fully open position, so such that the speed of this exhaust increases as the bypass valve element moves to the fully open position, and is correspondingly reduced during the return movement of said bypass valve element to the outlet. fully closed position.
In order that the invention may be better understood and implemented, one embodiment will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a more or less diagrammatic view, in vertical section, of the bypass and pilot valves forming control means of the present invention according to the embodiment mentioned above.
Figures 2-6 are diagrams showing the relative positions of the two valve elements in five different operating positions.
Fig. 7 is a diagram showing the manner in which the means of the present invention are incorporated in a hydraulic system.
In the example illustrated, the bypass valve which, in Figure 7. is designated, in general, by the reference E, consists of a valve body 1 having a right through bore, which is. widened at both ends to form spaces 2 and 3 which are closed and sealed by closure plates 4. In this bore, the bypass or plunger valve member 5 is a sliding overlap mount.
Assuming that the valve is used in the vertical position shown, although in use it can of course be arranged to assume any suitable position, the lower space 2 is permanently connected, by a lumen or opening 6, at the main discharge line of one or more pumps B, figure 7, and the upper space 3 will constitute a housing for a light spring 7 which serves to apply a load opposing the movement rising from the valve plunger 5 to the pump discharge position.
The lumen 6, as shown in Figure 7, is connected to the main discharge line A at a point between the pump B and the system and / or the hydraulic accumulator C to be supplied, a check valve D being provided between the pipe connected to the port 6 and the system and or the hydraulic accumulator, to prevent said system and / or said accumulator from discharging through the bypass valve E when the pump is unloaded.
An intermediate portion of the bore of the bypass valve is enlarged to form an annular outlet chamber 8 (figure 1), which communicates with the exhaust through an exhaust or outlet port 9 provided in the body of the valve. valve, and when the valve plunger 5 is in the lowered position of Figure 1, the intake port 6 and the bottom space 2 are isolated from the exhaust port 9 by the full diameter portion of the plunger valve, and when said valve plunger is in the fully raised position, the contents of the space 2 are allowed to escape freely through the exhaust port 9.
The bypass valve plunger 5 has a through bore 10 serving to permanently connect the spaces 2 and 3, and at the lower end of said bore is formed or mounted a reserved throttle or passage 11. which serves to control the rate of flow of pressurized liquid from space 2 to space 3, so that when space 3 is partially open to the exhaust, the pressure in said es- pace 3 will drop and create a pressure difference at the throttle 11, sufficient to force the bypass valve plunger to overcome the pressure of the light spring 7 and thereby move to the unloaded position of the pump.
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The longitudinal passage or through bore 10 has radial openings 12 terminating in an annular groove 13 which is cut into and surrounds the body of the valve plunger 5 at a point along the length thereof ,,, where it is normally closed by the surrounding wall of the valve bore.
The lower end of the bypass valve plunger, which is included in space 2, is reduced in size to form three portions of different diameters, a portion 14 having a diameter smaller than the total diameter of the valve plunger. portion 15 having a diameter smaller than the diameter of portion 14, and a portion 16 having a diameter smaller than that of portion 15.
A sleeve 17, with spring pressure is slidably mounted on portions 14 and 15, said sleeve containing its spring 18 which acts to hold it in the position shown in FIG. 1. This sleeve 17 has a flange 19 at its inner end, the diameter of the peripheral edge of said flange being slightly less than the total diameter of the valve plunger 5 so that when the sleeve moves to compress its spring and is in the bore of the valve. the valves there is a clearance between the two ,. equal to a few thousandths of an inch.
The relative movement of the sleeve 17 is limited in both directions by flanges., Upon inward movement by contact with the shoulder formed between the full diameter portion of the valve plunger 5 and the reduced portion 14, and upon outward movement by a collar 20 disposed on the reduced portion 16.
The purpose of the sleeve 17 is to restrict the flow of pressurized liquid from space 2 to the exhaust port 9, so as to ensure that there is always sufficient pressure in space 2. to force the valve plunger 5 to complete its movement to the full discharge position, even if the lower end of the full diameter portion of the valve plunger has moved into the loaded annular groove 8, and even if the pressure in space 2 is weak or the flow through the valve is irregular. When the valve plunger has completed its full movement, the sleeve 17 will be forced, by the pressure in the space 2, to move against its spring relative to the bu-pass valve plunger,
to a position where the flange 19 has left the valve bore and is in the annular chamber 8, thereby allowing liquid to flow freely from the inlet 6 to the outlet 9.
Therefore even if only a small pump is delivering in the main accumulator line, there will still be adequate pressure in space 2 to move the bypass valve plunger to its fully discharged position.
In association with the bypass valve, there is provided a pilot valve 21, the body of which has a through bore which is closed at one end by a spring housing 22, the interior of which is connected to the exhaust ;, and which is closed at its opposite end by a closure plate 23 having an opening 24 which is permanently connected to the accumulator C.
The axis 25 of this valve is a sliding fitment overlapped in the bore of the pilot valve., And it is moved by the pressure of the liquid coming from the accumulator, acting on its active surface on the cover side 24. and against a spring 26.
Said pilot valve shaft has a central bore 27 which is closed at both ends and which communicates with three rows of radial lights 28, 29 and 30, provided along the axis. The bore of the pilot valve internally has four annular chambers 31, 32, 33 and 34, said chamber 34 being permanently connected to the exhaust through outlet 35 Chamber 33 is connected within the bore. of the bypass valve through passage 36. chamber.32 is connected to space 3 of the bypass valve through passage 37, and chamber 31 is also connected to the interior of the bypass valve. '' bore of the bypass valve through passage 38, at a point if
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psedetermined above the point, entry of passage 36.
The above ports 28, 29 and 30, chambers 31, 32, 33 and 34, and passages 36, 37 and 38 are all arranged so that the pilot valve and the bypass valve operate as follows.
Referring to figure 2, this shows the positions of the bypass plunger 5 and the axis of the pilot valve 25, when the pressure in the accumulator C and, therefore, at the opening 24 at the base of the pilot valve is lower than the lower limit; consequently, the two valves are in their extreme lower position, the axis of the pilot valve being held downwards by its spring 26.
When the pressure rises in the accumulator, due to the starting of the pump for example, the axis of the pilot valve will begin to rise, passing through an intermediate position such as that shown in FIG. 6; but the liquid is still enclosed in the spring housing or space 3 above the bypass plunger and, when the pressure rises in the inlet space or chamber 2, it has access to the pressure housing. spring 3 through the constriction 11; as a consequence, the bypass plunger is still in axially balanced hydraulically, and therefore it continues to be held in the extreme lower position by the spring 7.
The bypass valve, in this position, is closed.
When the accumulator pressure rises to the upper limit, the axis of the pilot valve rises to its upper position, as shown in Figures 3 and 4, in which only passages 36. 37 will be seen. and 38 are open to the exhaust, at the end of the pilot valve, by the chambers 32, 31 and 33, giving respectively into the openings 29 and 30, and above by the central bore 27, and towards the 'outside through the openings 28 towards the exhaust outlet 35. But passages 38 and 36 are still closed by the bypass plunger 5, so that the liquid coming from the chamber 5 does not have access to the exhaust than through passage 37.
Assuming the bypass plunger has moved to the position shown in Figure 3, the full diameter of the plunger is not yet out of the bore and flange 19 is still in the bore. valve. The throat 13 of the bypass plunger begins to uncover the passage 36 which is already connected to the exhaust, and when the end of the bypass plunger exits the valve bore, the pressure in chamber 2 pushes the sleeve 17 and the flange 19 violently upward against the bottom of the full diameter portion of the plunger.
In this way, with increased access to the exhaust through central bore 10 and passage 36, the pressure difference at the throttle 11 increases and forces the bypass plunger to rise to its position. extreme upper, as shown in Figure 4 ... by discovering a new access to the exhaust through passage 38. It will be seen that the flange 19 of the spring sleeve 17 then controls the flow to the exhaust., coming from space 2 to annular chamber 8, and ensures that the pressure in space 2 is sufficient to keep the bypass plunger in the upper position, even though the flow may be reduced by reduced pump capacity, for example.
The bypass valve is then fully open.
When the pressure of the accumulator at the port 24 drops to the lower limit, the axis of the pilot valve 25 will be moved downward by the spring 26, as shown in figure 2, first closing the outlets of the passages 37 and 36, but passage 38 is still open to the exhaust. Then, when the accumulator pressure reaches the lower limit, a further downward movement of axis 25 will throttle and ultimately shut off the exhaust from passage 38, as ports 28 move to cease communication with the ring. exhaust outlet 35.
This finally ceases all passage to the exhaust from the above throttle 11 and, consequently, the pressure rises in the spring case or space 3 to the same value as that.
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from the inlet chamber or space 2, thus putting the bypass plunger in axial equilibrium .. whereby it is moved to the lower extreme position by the spring 7, as shown in figure 6 The bypass valve is now closed and it will remain closed until the pressure in the accumulator rises to the lower limit and moves the axis of the pilot valve to a position corresponding to that of figure 3.
It will be understood that the speed of action and the force of each of the springs 18, 7 and 26 are such in connection with the arrangement of the various ports in the two valves, that. when the accumulator pressure rises towards the upper limit the axis of the pilot valve first moves upwards followed by the full upward movement of the bypass plunger and when the supply pressure falls towards the lower limit, 1 The axis of the pilot valve first moves downwards followed by the full downward movement of the bypass plunger. In this way the bypass valve is either open or closed, and there is no intermediate equilibrium position.
It will be understood that in the above embodiment the valves have been described and illustrated with their vertical axes, but that this was merely for the purpose of explanation; they could work just as well if they were laid out horizontally.
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