Procédé pour la fabrication des soupapes. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de soupapes du type comprenant un corps externe et un corps interne.
Un exemple de mise en ouvre du procédé objet de l'invention est décrit ci-après, en se référant au dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 est une vue en coupe verticale, faite suivant la ligne 1-1 de la fig. 2, d'une soupape obtenue par le procédé selon l'in vention.
La fig. 2 est une élévation en bout avec arrachement partiel.
La fig. 3 est une vue fragmentaire par tiellement avec arrachement et coupe longi tudinale.
La fig. 4 est une vue désassemblée des pièces constituant le boisseau et le siège de soupape et des éléments de soudure utilisés dans l'assemblage.
La fig. à est une coupe longitudinale montrant certaines étapes du procédé de fabrication.
La fig. 6 est une vue fragmentaire partiel lement en coupe faite suivant la ligne 6-6 de la fig. 5 et représentant les stades succes sifs de la fabrication.
La fig. 7 est une coupe horizontale frag mentaire illustrant d'autres détails.
La fig. 8 est une élévation fragmentaire en bout, en partie en coupe, du boisseau de soupape fini. Sur le dessin annexé, on n'a pas tenté de représenter les tolérances ni les jeux précis entre les pièces constitutives de l'assemblage. Ces jeux et tolérances ont été très agrandis. Par exemple, l'ajustage entre certaines des pièces doit permettre l'écoulement capillaire de la matière de brasage ou de soudure. Il n'est pas pratiquement possible de repré senter un jeu aussi faible, mais l'écoulement de la soudure par attraction capillaire, dans des espaces appropriés, est un effet bien connu dans la technique.
D'autre part, bien que pour la commodité de l'exposé, on se soit surtout servi du terme brasage au cours de la description, il doit être entendu que ce terme doit être interprété dans son sens le plus large et que les expressions de sou dure et soudure au zinc sont fréquemment utilisées comme synonymes de brasage .
Sur le dessin, 1 désigne un boisseau tubu laire en forme de T qui est en métal forgé. Le corps tubulaire intérieur 2 est, de préfé rence lui aussi, en métal forgé, étiré ou autrement façonné à partir d'une matière appropriée. Ces pièces en métal forgé ou autrement constituées sont très avantageuses parce qu'elles ne sont pas poreuses comme le sont les corps de soupape moulés ordinai res, qui permettent les fuites de gaz et même de certains liquides. Pour de nombreuses applications, par exemple la manutention des gaz réfrigérants et, d'ailleurs, la fabri- cation et la manutention des gaz en général, la fuite d'un gaz en quantité quelconque est très néfaste.
L'organe extérieur 1 du corps comprend une paroi concave vers l'intérieur 3, en face du prolongement tubulaire latéral ou em branchement 4 du corps. Le prolongement 4 est, de préférence, cylindrique. Le corps intérieur 2 présente un diamètre tel, qu'après introduction dans le corps 1, transversale ment par rapport à celui-ci, il se trouve supporté concentriquement avec le bras latéral 4 et présente une position relative telle vis-à-vis des parois concentriques de cet embranchement, qu'un espace capillaire soit ménagé entre les deux.
L'organe inté rieur 2 comprend une paroi terminale 5 à son extrémité inférieure, paroi incurvée en une partie convexe de courbure complémen taire à la courbure de la partie opposée de la paroi 3 du corps extérieur. On remarquera qu'après assemblage, le corps interne dépasse sensiblement l'embranchement 4 du corps externe. Le corps interne présente des orifices 6 et 7 de passage du fluide, écartés axiale- ment l'un de l'autre et pratiqués dans ses côtés opposés, l'orifice 6 communiquant avec la branche longitudinale 8 et l'orifice 7 avec la branche longitudinale 9.
Les parois laté rales 10 du corps externe 1 présentent une conformation telle et ces pièces présentent des dimensions telles qu'un espace capillaire soit ménagé entre les surfaces adjacentes, s'étendant longitudinalement par rapport au corps interne depuis l'espace capillaire annu laire ménagé entre la branche 4 et le corps interne jusqu'au fond du corps interne.
Le siège de soupape 11 est disposé dans le corps interne, entre les orifices de passage du fluide 6 et 7 de celui-ci. Ce siège est ajusté dans le corps interne de manière à être supporté après assemblage, c'est-à-dire qu'il est maintenu en place pendant la soudure ou le brasage et ménage un espace annulaire capillaire approprié entre le siège et la paroi qui l'entoure.
Le raccord 12 qui est fileté extérieurement pour les raisons exposées plus loin présente une dimension et un diamètre interne tels qu'il entoure l'extrémité saillante du corps interne, présentant un épaulement intérieur 13 pour porter contre l'extrémité du corps interne. L'ajustage de ces pièces est tel qu'un espace capillaire annulaire se trouve ménagé entre elles, espace qui constitue en somme un prolongement de l'espace capillaire annu laire entre le corps interne et la branche 4 du corps externe précédemment décrit.
L'extrémité intérieure de ce raccord 12 bute contre l'extrémité du corps externe. Les pièces 1, 2, 11 et 12 sont formées à leur di mension correcte pour la raison indiquée et sont assemblées au moyen de pièces ou éléments de soudure ou de soudure au zinc appropriés, ces pièces ou éléments de soudure utilisées étant désignées par 14, 15, 16 et 17. Il a été constaté qu'une soudure à l'argent est très avantageuse quand les pièces sont forgées à partir d'un métal non ferreux, par exemple du cuivre ou des alliages ayant une teneur appréciable en cuivre.
Ces soudures ou soudures au zinc sont couramment appe lées de la soudure dure.
Sur la fig. 5, le cordon de soudure 14 est représenté en place entre les surfaces adja centes concave et convexe des corps externe et interne. Le cordon de soudure 16 est mis en place sur le siège de soupape, de sorte que lorsqu'il fond, la soudure s'écoule par capil larité dans l'espace ménagé entre le siège de soupape et la paroi qui l'entoure. Le cordon de soudure 17 entoure l'extrémité saillante du corps interne, reposant entre l'extrémité de la branche latérale 4 et l'ex trémité interne du raccord 12.
Les bandes de soudure 15 sont disposées dans l'espace vertical compris entre les parois latérales du corps interne 2 et les côtés du corps externe comme l'indique la fig. 7. Ces bandes de soudure sont minces, et leur épaisseur et largeur relatives ont été exagérées sur le dessin. L'extrémité inférieure de ces bandes peut, pour les besoins de la mise en place, être serrée sur ou sous la pièce de soudure annulaire 14.
Les pièces étant assemblées en même temps que les éléments de soudure décrits, on les soumet à une pression ou à une poussée au moyen du poids 18 (fig. 5 et 6), dont la paroi inférieure 19 porte sur l'extrémité exté rieure du raccord 12, 2 1 désigne une enclume ou un poids coopérant avec le premier. Les diverses pièces étant ainsi assemblées, on place L'ensemble dans un four qui peut être muni d'un transporteur, de sorte que les pièces sont avancées d'une façon continue à travers le four. Dans le four, les pièces sont amenées à une température telle que la ma tière de soudure ou de brasage fonde et qu'elle s'écoule entre les surfaces opposées que l'on veut braser l'une sur l'autre.
Comme on l'a indiqué, l'espace entre ces surfaces présente, de préférence, une dimension telle qu'il provoque un écoulement par attrac tion capillaire. Il s'ensuit non seulement que l'on consomme une quantité minimum de soudure, mais il en résulte, en outre, une grande uniformité du travail et la formation d'un joint soudé complet entre les pièces à assembler. L'assemblage peut être effectué par des ouvriers ne possédant aucune con naissance particulière de la soudure ou du brasage. Bien entendu, on applique aux surfaces à braser un fondant convenable. La mise en place du cordon de soudure 17 se traduit par un joint de soudure 22 entre l'extrémité de la branche latérale 4 de l'or gane externe et l'extrémité intérieure du raccord 12, comme on l'a représenté.
On remarquera d'après la fig. 5 que l'é paulement 13 du collier de raccord 12 s'en gage sur l'organe interne 2, de sorte que le poids de l'organe 18 est transmis à travers le collier et l'organe interne 2 vers l'anneau de soudure 14. Le bord inférieur du collier 12 porte sur le cordon de soudure 17, de sorte que la pression de la charge 18 est simultanément transmise aux deux anneaux de soudure 14 et 17. A mesure que la soudure fond, cette pression facilite un écoulement.
capillaire ascendant sensiblement uniforme de la soudure vers l'espace capillaire prévu entre l'organe interne 2 et le collier 12, et un écoulement descendant sensiblement uni- forme vers l'espace prévu entre l'organe in terne 2 et la branche tubulaire 4 ainsi qu'un écoulement sensiblement uniforme entre la paroi terminale 5 de l'organe interne et la paroi concave du fond du corps. Les pièces sont disposées de telle sorte que l'épaule ment 13 du collier 12 étant supporté par le sommet de l'organe interne 2, le bord infé rieur du collier est écarté du bord supérieur de l'organe externe 4 d'une distance sensible ment égale à celle séparant la paroi terminale 5 de la paroi concave 3.
Ceci facilite la trans mission de la pression du poids 18 aux deux anneaux 14 et 17 de soudure pendant les phases finales de la fusion de ces anneaux. Le poids 18 constitue un moyen commode pour pousser le bord intérieur du collier de raccord 12 sensiblement au contact du bord supérieur du bras tubulaire 4, et la paroi terminale ;, sensiblement au contact de la paroi concave 3, de sorte que ces pièces peuvent. être soudées ou brasées l'une à l'autre avec sécurité et régularité.
Si on le désire, l'assemblage représenté sur les fig. .5 et 6 peut être placé sur une plate-forme mobile à galets ou à chaîne et passé à travers un four de chauffage pour réaliser les opéra tions de soudure décrites ci-dessus.
La tige de soupape 23 est vissée dans le manchon 24 fixé au raccord 12 par la bride de serrage annulaire 25. La tige est munie d'une garniture et de joints d'étanchéité convenables portant la référence 26. La soupape 27 est montée à rotation sur la tige et présente un bloc élastique 28 coopé rant avec le siège de soupape. Cependant, ces pièces de la soupape peuvent être modifiées dans de larges limites.
Suivant la fig. 3, on prévoit des écrous ou raccords à filetage intérieur 29 pour les bras longitudinaux du corps externe du boîtier, ces raccords étant fixés dans les branches longitudinales du corps externe par soudure ou brasage comme on l'indique en 30. La soudure ou le brasage en ce point peut être effectué aussi en même temps que les autres points soudés décrits.
Process for the manufacture of valves. The present invention relates to a method of manufacturing valves of the type comprising an outer body and an inner body.
An example of implementation of the method which is the subject of the invention is described below, with reference to the appended drawing, in which: FIG. 1 is a vertical sectional view, taken along line 1-1 of FIG. 2, of a valve obtained by the method according to the invention.
Fig. 2 is an end elevation with partial break away.
Fig. 3 is a fragmentary view partially with cut away and longitudinal section.
Fig. 4 is a disassembled view of the parts constituting the valve plug and seat and of the welding elements used in the assembly.
Fig. à is a longitudinal section showing certain steps of the manufacturing process.
Fig. 6 is a fragmentary partially sectional view taken along line 6-6 of FIG. 5 and representing the successive stages of manufacture.
Fig. 7 is a fragmentary horizontal section illustrating other details.
Fig. 8 is a fragmentary end elevation, partly in section, of the finished valve plug. In the attached drawing, no attempt has been made to represent the tolerances or the precise clearances between the constituent parts of the assembly. These clearances and tolerances have been greatly increased. For example, the fit between some of the parts should allow capillary flow of the brazing or soldering material. It is not practically possible to represent such a small clearance, but the flow of the weld by capillary attraction, in suitable spaces, is an effect well known in the art.
On the other hand, although for the convenience of the description, the term brazing has been mainly used during the description, it must be understood that this term must be interpreted in its broadest sense and that the expressions of hard solder and zinc solder are frequently used synonyms for soldering.
In the drawing, 1 designates a T-shaped tubular bushel which is made of forged metal. The inner tubular body 2 is also preferably of forged, drawn or otherwise shaped metal from a suitable material. These forged or otherwise formed metal parts are very advantageous because they are not porous like ordinary cast valve bodies, which allow the leakage of gases and even some liquids. For many applications, for example the handling of refrigerant gases and, moreover, the manufacture and handling of gases in general, the leakage of any gas in any quantity is very harmful.
The outer member 1 of the body comprises an inwardly concave wall 3, facing the lateral tubular extension or branch 4 of the body. The extension 4 is preferably cylindrical. The inner body 2 has a diameter such that, after introduction into the body 1, transversely with respect to the latter, it is supported concentrically with the lateral arm 4 and has a relative position such as vis-à-vis the walls. concentric of this branch, that a capillary space is left between the two.
The inner member 2 comprises an end wall 5 at its lower end, the wall curved into a convex part of curvature complementary to the curvature of the opposite part of the wall 3 of the outer body. It will be noted that after assembly, the internal body substantially exceeds the branch 4 of the external body. The internal body has orifices 6 and 7 for the passage of the fluid, axially spaced from one another and formed in its opposite sides, the orifice 6 communicating with the longitudinal branch 8 and the orifice 7 with the branch. longitudinal 9.
The side walls 10 of the outer body 1 have such a conformation and these parts have dimensions such that a capillary space is provided between the adjacent surfaces, extending longitudinally with respect to the internal body from the annular capillary space formed between branch 4 and the internal body to the bottom of the internal body.
The valve seat 11 is arranged in the internal body, between the fluid passage orifices 6 and 7 thereof. This seat is fitted in the internal body so as to be supported after assembly, i.e. it is held in place during welding or brazing and provides a suitable capillary annular space between the seat and the wall which surround it.
The connector 12 which is externally threaded for the reasons explained later has a dimension and an internal diameter such that it surrounds the protruding end of the internal body, having an internal shoulder 13 to bear against the end of the internal body. The adjustment of these parts is such that an annular capillary space is formed between them, a space which in short constitutes an extension of the annular capillary space between the internal body and the branch 4 of the external body described above.
The inner end of this connector 12 abuts against the end of the outer body. The parts 1, 2, 11 and 12 are formed to their correct dimension for the reason indicated and are assembled by means of suitable parts or elements of solder or zinc solder, such parts or elements of solder used being designated by 14, 15, 16 and 17. It has been found that silver soldering is very advantageous when the parts are forged from a non-ferrous metal, for example copper or alloys having an appreciable copper content.
These welds or zinc welds are commonly referred to as hard solder.
In fig. 5, the weld bead 14 is shown in place between the adjacent concave and convex surfaces of the outer and inner bodies. The weld bead 16 is placed on the valve seat so that when it melts the weld flows by capillary action into the space between the valve seat and the surrounding wall. The weld bead 17 surrounds the projecting end of the internal body, resting between the end of the side branch 4 and the internal end of the connector 12.
The weld strips 15 are arranged in the vertical space between the side walls of the inner body 2 and the sides of the outer body as shown in FIG. 7. These solder bands are thin, and their relative thickness and width have been exaggerated in the drawing. The lower end of these bands may, for the purposes of positioning, be clamped on or under the annular weld part 14.
The parts being assembled at the same time as the welding elements described, they are subjected to a pressure or to a thrust by means of the weight 18 (fig. 5 and 6), the lower wall 19 of which bears on the outer end of the connector 12, 2 1 designates an anvil or a weight cooperating with the first. The various parts being thus assembled, the assembly is placed in an oven which may be provided with a conveyor, so that the parts are continuously advanced through the oven. In the furnace, the parts are brought to a temperature such that the soldering or brazing material melts and flows between the opposing surfaces which are to be brazed on one another.
As indicated, the space between these surfaces is preferably of a size such as to cause flow by capillary attraction. It follows not only that a minimum amount of solder is consumed, but also results in great work uniformity and the formation of a complete welded joint between the parts to be assembled. Assembly can be carried out by workers who have no special knowledge of welding or brazing. Of course, a suitable flux is applied to the surfaces to be brazed. The establishment of the weld bead 17 results in a weld joint 22 between the end of the lateral branch 4 of the external organ and the internal end of the connector 12, as has been shown.
It will be noted from fig. 5 that the shoulder 13 of the connecting collar 12 engages on the internal member 2, so that the weight of the member 18 is transmitted through the collar and the internal member 2 towards the ring of weld 14. The lower edge of the collar 12 bears on the weld bead 17, so that the pressure of the load 18 is simultaneously transmitted to the two weld rings 14 and 17. As the weld melts, this pressure facilitates a flow. .
substantially uniform ascending capillary from the weld towards the capillary space provided between the internal member 2 and the collar 12, and a substantially uniform descending flow towards the space provided between the internal member 2 and the tubular branch 4 thus that a substantially uniform flow between the end wall 5 of the internal organ and the concave wall of the bottom of the body. The pieces are arranged such that the shoulder 13 of the collar 12 being supported by the top of the internal member 2, the lower edge of the collar is spaced from the upper edge of the outer member 4 by a substantial distance. ment equal to that separating the end wall 5 from the concave wall 3.
This facilitates the transmission of the pressure of the weight 18 to the two welding rings 14 and 17 during the final phases of the melting of these rings. The weight 18 constitutes a convenient means for pushing the inner edge of the connecting collar 12 substantially in contact with the upper edge of the tubular arm 4, and the end wall;, substantially in contact with the concave wall 3, so that these parts can. be welded or brazed to each other with safety and regularity.
If desired, the assembly shown in Figs. .5 and 6 may be placed on a movable roller or chain platform and passed through a heating furnace to perform the welding operations described above.
The valve stem 23 is screwed into the sleeve 24 fixed to the fitting 12 by the annular clamping flange 25. The stem is provided with a gasket and suitable seals bearing the reference 26. The valve 27 is mounted to rotate on the rod and has an elastic block 28 cooperating with the valve seat. However, these parts of the valve can be changed within wide limits.
According to fig. 3, nuts or fittings with internal thread 29 are provided for the longitudinal arms of the outer body of the housing, these fittings being fixed in the longitudinal branches of the outer body by welding or brazing as indicated at 30. Welding or brazing at this point can also be carried out at the same time as the other welded points described.