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@ présente invention concerne une soupape régulatrice de pression à siège de soupape annulaire sans attache, interchangeable, qui est poussé contre sa garni- ture par la tête de soupape ainsi que par la pression du fluide de travail, et est maintenu dans sa position d'ap- plication par un dispositif de retenue.
Il arrive souvent qu'on désire équiper les soupapes soudées dans dos canalisations et dont le siège subit une forte usure, avec des sièges faciles à remplacer.
Le siège annulaire des soupapes connues de ce type se visse dans la chapelle avec interposition de garni bures, ou est maintenu dans la chapelle de la soupape, éventuellement par
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1 ' intorn, é Ltia iic d ' ;i< (J1Í.l, j,u./(,r n'uu ,1'. r.; j - vis qui puut su vi:.<:'r du 7.'c:xtW iclr da.in Ja c::r(,o'f]r) de la soupape. l.L:11lt. d01l!H: que lu nuicic Où tr:'I!)iJ En bit un clw!1t;GL eut de direction danu lo Jl, r:û :.irY\111o.i-.;>0 de ces soupapes, il eut uéce:;:,airo quo le cil:p:o ainsi que la douille comportent des ouvertures dE! passade la-
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térales.
Ces ouvertures provoquent dans 11couletir,,nt du fluide des turbulences qui, de même que l'affaiblis- seLent des parois du siège annulaire, sont susceptibles d'exercer une influence nuisible lorsqu'il s'agit de fluides circulant à très haute température et sous très forte pression. Il est nécessaire de refaire très sou- vent le réglage du dispositif de fixation de ces soupapes.
On remédie à ces difficultés dans la sou- pape régulatrice de pression de l' invention, dans laquel- le le fluide de, travail ne passe que par les ouvertures situées en bout du siège annulaire, et cette soupape ré- gulatrice est caractérisée en ce que le siège annulaire, déjà fortement appliqué sur sa garniture dans la chapel- le de la soupape par la pression exercée par le fluide de travail ou la tête de la soupape, est maintenu dans sa position d'application par un dispositif de retenuq.
Ce dispositif de retenue se loge dans un trou percé dans la paroi latérale de la chapelle de la soupape, perpendiculai- rement à la tige de la soupape à la hauteur du siège annu- laire, et peut être réglé de nouveau de l'extérieur con- formément aux propriétés de la matière qui constitue la garniture entre le siège annulaire et la chapelle. De préférence, le dispositif de retenue peut consister en une tige rotative maintenue dans l'axe du trou, rerdue étan- che par repport à l'extérieur par une garniture emprison- née et réunie par un filetage à un coulisseau qui s'appuie par une de ses extraites dans un guide d'une surface obli-
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que de glisseront du siège annulaire.
Il peu!, être avantageux de munir le coulisseau d'un prolongemont en forma de douille dans lequel la tige peut so visser de façon que la tige et le coulisseau reçoivent des mouvements en sens inverses suivant @ l'axe, et que pur suite la garniture de la tige soit pous- sée vers l'extérieur par la tige et le siège annulaire contre sà garniture par le coulisseau. On peut aussi arriver au même résultat en donnant à la tige la forme d'une douille dans la- quelle le coulisseau peut se visser. Il peut être avantageux de faire déboucher dans la chambre de la chapelle de la sou- pape du c6té de la pression le trou qui loge le dispositif de retenue.
La garniture qui rend le siège annulaire étanche par rapport à la chapelle de la soupape peut être disposée de pré- férence dans un guide cylindrique comportant une portion ajustée.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée donnée ci-après de quelques formes de réalisation, à titre d'exemple, de la soupape régu- latrice de pression de l'invention, avec le dessin ci-joint à l'appui sur lequel: la fig. 1 est une coupe d'une forme de réalisation de la soupape de l'invention, la fig. 2 représente à plus grande échelle le dispositif de retenue que comporte cette soupape, la fige 3 est une coupe d'une autre forme de construction du dispositif de retenue. la fig. 4 est une coupe d'une autre forme de réalisation de la soupape de l'invention, et la fige 5 montre le dispositif de retenue agissant sur une , surface de glissement oblique du siège annulaire de soupape.
Les éléments correspondants des diverses figures sont dé- signés par los mômes références. La chapelle ,de la soupape est désignée par 1, sa tige par 2, 'sa tâte par son siège par ?+ et de dispositif de retenue par 5.
Les flèches indiquent la direction de la circulation du
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fluide (tu tu:,v .il tknin 1.; r:uup-tpe. L'-' n,u%..i.:.c ., ï) 1;;j.: - tLand'J de la ti,u du 1:; :;on,uju liac rÇr..r . rrFt". L:1 tigo peut 0tre actii.onnf'-o la 11 ain ou Ll.1J.tot',ntiCl1Jr.(,r;rt par exemple pur des s3a'VU-hOtt3ü:C UIfUGOtWEiYiCÉ3, iG -l;r3 aIirll7-1t:7.1'E.' 1L.ont et ajuvlé avec ,)Z'cf Ui:i3n d;.ri;; le n'uide cylindrique, de la chapelle de soupape repose par son pro- lorget. ent 6. par 1 Tinternc:diairc d'tme garniture Z, zur un épauleileiit correspondant 8. de la paroi intérieure de la chapelle, La tige de la soupape passe, au-dessus de la tête de la soupape, dans un trou percé dans l'élé- ment de fermeture amovible, cylindrique 10 de la chapel- le.
La section de cet élément de fermeture dininue par échelons et il comporte à son extrémité extérieure un filetage sur lequel peut se visser un écrou 11. C et écrou qui sert à exercer une pression préliminaire sur une garniture 12 posée sur un épaulement de l'élément de fermeture s'applique contre un écrou à chapeau 13 se vis- sant sur la chapelle de la soupape et percé d'un. trou cen- tral de passage de .1.'élément de fermeture , La garniture 12 est maintenue sur son siège par une rondelle d' épais- seur 14 serrée par l'écrou à chapeau..
Le dispositif de retenue 5 est logé dans
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un trou latérale de la chapelle de 80Upap6. Ce trou est percé perp-andiculairen!ent à la tige de soupape et débouche dans la- chatiàbre côté pression, de la cha-oe-1 e de soupape, Il n'est pas indispensable qu'il soit exacte- ment perpendiculaire à la tige de soupape comme l'indi- quant les figures.
Le dispositif de retenue 5 (fig. 2) consiste en *Une- tige 16 qui conporte une portion filetée
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i , qui peut se vesser dans une douille 19. dont l'extré- mité fermée a Informe d'un couiisseau im, 1.0 sige Y.1J'lnlúir'o .1 do la soupape comporte un nombre de surfaces de glissèrent obliques 20 égal à celui des dispositifs
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(1<:< rutunuu. (;L;yctt .t' ni' m. (lU .l ;,1', . ,.; ç<.,< j,<,<, 1;,: d".') l' '111! Ul'ù 1 C.:.411;. 1: t'lUt.ll. U tl f.j.;.;o't't J';.it t J.1 (r) el,].".d.' 1 (J v..;ULl.l.l,.<<'.,.:Ll J:1.. 1.,\ t;:L, o LG l:()t=LrO.I'.C7 (;JiUQ1'0 LIm fJ1.;,Í'J.1J .2.±. Ó.'un d.tZtin:t2't.' c o.rz. e ; ; j¯> i, ; ii; : ri 1 ' ix cului (Ju brou 1.:,. j. n tige passe dans le trou. tà-±1.;;3. d'un (Tirant do t'r r r,Lnrr.
U qui se visse de l'oxt<L'rieuy d;.\l1j 10 trou 1..:: cL ;'':r- plique contre la paroi do la chnpollo do soux,ZpcJ . Une; garniture 24. est disposes entre l'éJ.él1.unt do fermeture et le plateau entre doux rondelles d'appui 27.
Dans la figure 3, l'Élément de fermeture
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est remplacé par une plaque de reoouvrenent 22 maintenue par des vis 26 qui se vissent dans la p,ar<Ji de la chapelle de soupape; la plaque de recouvres eut est percée d'un trou 28 de passage de la tige de dedans en dehors. La tige a la forme d'un corps creux 29 à gradins ouvert d'un cote et fileté intérieurement. Le coulisseau qui compor- te un prolongement fileté 30 se visse par ce prolonge- ment dans le filetage intérieur précité. La tige compor- te en outre un épaulement 31 à l'extérieur. Une garnitu- re 33 et une rondelle d'appui 34 sont disposées entre cet
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épaulement et une rondelle'd'épaisseur j2 mainteue par la plaque de recouvrement.
La soupape étant en service, le siège annu- laire 4 est poussé par la pression du fluide de travail circulant dans la direction des flèches, contre son siège 8 de la chapelle et, par la compression de la garni- ture on obtient une étanchéité parfaite outre ce siège et la paroi de la chapelle, cette étanchéité peut aussi être provoquée ou encore renforcée par la pression exercée
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au r.arYant delà fermeture de la soupape, par la tête .3 de la soupape sur le siège.
Le siège de soupape ainsi ap- Pliqué par la pression est maintenu dans cette position
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Par la tige 16 qui fait partie du dispositif de rote!1n.e
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et que pendant le nouven ent de rotation nécessaire à cet effet fait avancer le coulisseau 19 guidé par la rainure 21 contre le siège annulaire de soupape et par suite ce coulisseau est pousse en dehors lui-nême, en auguentant la pression d'application, contre la garniture 24 du dis- positif de retenue. Lorsque la pression du fluide de tra- vail diminue ou que la soupape est ouverte, le siègs annu- laire de soupape ne peut donc plus se soulever au-dessus de son siège.
Il n'est nécessaire de régler de nouveau le dispositif de retenue que lorsque le siège annulaire de.soupape a pris du jeu et que la garniture 2 entre le siège annulaire de soupape et la chapelle s'est affais- sée. L'étanchéité du dispositif de retenue par rapport à, l'extérieur se rétablit en réglant la @@ition de la tige
16, en appliquant ainsi le plateau 22 de la tige de dedans en dehors contre le garniture 24 et l'élément de ferme- ture 23. La pression du fluide de travail qui s'exerce en permanence sur le dispositif de retenue ou sur le
Plateau 22 de la tige contribue aussi à assurer l'étan- chéité.
L'étanchéité du siège annulaire de soupape dans la chapelle de soupape de la forme de réalisation de la fig. 4 est obtenue en faisant reposer le siège an- nulaire de soupape 4¯- , avec interposition d'une garniture
7, sur l'extrémité de bout d'un tube 40 introduit à l'in- térieur de la chapelle de soupape. Ce tube est maintenu par un écrou à chapeau 41 se vissant sur la chapelle.
La pression exercée dans la chapelle de soupape par le fluide de travail pousse le siège annulaire de soupape contre le tube introduit dans la chapelle en comprimant ainsi la garniture 1 et réalisant une étanchéité parfaite entre la chapelle, le siège annulaire de soupapeet le tube .
L'accouplement parfaitement étanche entre ce tube et la chapelle de soupape est obtenu du fait que le tube mainte-
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nu par l'écrou à chapeau ne peut pas s'échapper sous l'effet de la pression. Cet accouploment peut être particulièrenent avantageux lorsque la chapelle de soupape et le tube sont formés par des natériaux dif- férents qui ne se soudent pas. L'étanch ité est as surée, confie dans les formes de réalisation décrites ci-dessus, par l'action connue exercée par les fermetu- res d'autoclaves. En effet, l'étanchéité assurée par ces fermetures est d'autant plus parfaite que la pression qui s'exerce sur la-garniture est plus forte.
La sou- pape de la fig. 4, dont la commande de la tige n'est pas représentée, peut servir avantageusement de soupape de dérivation, étant donné que dans ces soupapes la diminution de pression dans la chapelle de la soupape est généralement suffisante pour que la pression appli- quant le siège annulaire de soupape contre la garniture soit largement suffisante. Comme précédemrent, le siè- ge annulaire de soupape est appliqué sur son siège par la pression du fluide de travail circulant dans la di- rection des flèches, lequel siège consiste dans ce cas dans l'extrémité de bout du tube 40, en comprimant la garniture 7. La tête 3 de la soupape exerce aussi une pression d'application dans la position de fermeture de la soupape.
Le dispositif de retenue 5 qui maintient le siège annulaire de soupape dans sa position corres- pond à celui de la fig. 3.
Pour éviter de coincer le siège annu- laire de soupape au moment où on serre la tige du dis- positif de sûreté, il convient de disposer au moins deux dispositifs de ,retenue et de préférence trois, sur la priphérie de la chapelle de la soupape. Alors que dans les formes de réalisation décrites, le disposi- tif de retenue agit sur une surface de glissement obli- que du siège annulaire de soupape et que son trou oom-
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@ @unlque avec la chambre côté pression de la chapelle de .
soupape, on peut aussi monter ce dispositif, dans la di- rection de circulation du fluide moteur, au-dessous de la arniture du siège annulaire de soupape?' cette solution a également pour effet de maintenir le siège de soupape applique dans la position qu'il occupe. Mais on renon- cerait à l'avantage qui consiste à faire participer la pression du fluide de travail pour assurer l'étanchéité du dispositif de retenue dans le trou. Dans tous les cas décrits, le siège annulaire de soupape n'est pas appliqué en général contre sa garniture par le disposi- tif de retenue, mais seulement par la pression du flui- de de travail ou par la pression de la tâte de la sou- pape dans sa position de fermeture..
En principe, on considère que pour choisir le matériau qui constitue les garnitures, ceux qui con- viennent particulièrement consistent en Un matéri au plas- tique mou, tel que l'acte et le graphite, lorsqu'il est nécessaire d'assurer une étanchéité efficace de l'en- semble de la garniture sur trois côtés, Tel peut être le cas lorsqu'il s'agit d'assurer l'étanchéité d'une chaire sous pression par rapport à l'atmosphère exté- rieure, par exemple dans .celui des garnitures emprison- nées des dispositifs de retenue et de l'élément de fer- mature de la chapelle de la soupape de la fig, 1 ou dans celui de la soupape de la fig.
4. La garniture des soupapes représentées, disposée entre le siège annulaire de soupape et la paroi de la chapelle, est emprisonnée dans des guides cylindriques ajustés avec précision Etant donné que dans la so upapde la fig.l, cette gar- niture doit assurer l'étanchéité entre deux chanbres sous pression, l'étanchéité n'est nécessaire que sur les cotés opposés de la garniture On peut alors aussi dans
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cocas rc,, placer ujic u#lJitul'u (lnstill'l0 parure garni- turo h et al 1 i que.
Les 80uJ!lwosr(C\1JatrioBO décrites ci-des- sus conviennent; zvuntat;ouser, oW , pour 108 fluides de tra- vail liquides ou galeux sous très forte pression et à température très élevée et par suite aux installations de production de vapeur qui fonctionnent à une pression supérieure à la pression critique.
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R l; S U 1 :
Soupape régulatrice de pression à siège de . soupape annulaire sans attache, interchangeable, qui est appliqué sur sa garniture par la tête de soupape, ainsi que par la pression du fluide de travail et est maintenu dans sa ,position d'application par un disposi- tif de retenue, cette soupape étant caractérisée par les poins suivants, séparément ou en combinaisons :
1) Le dispositif de retenue se loge dans un trou percé dans la paroi latérale de la chapelle de soupape, perpendiculairement à la tige de la soupape, à la hauteur du siège annulaire de soupape et peut être réglé de nouveau de l'extén. eur conformément aux proprié- tés de la matière qui constitue la garniture entre le siège annulaire¯ et la chapelle.
2) Le dispositif de retenue consiste en une tige rotative, maintenue dans l'axe du trou, rendue é- tanche par rapport à l'extérieur par une garniture em- prisonnée, et il est relié par un filetage à un coulis- seau qui s'appuie par une de ses extrémités dans un gui- de d'une surface de glissement oblique du siège annulaire.
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