FR2510225A1

FR2510225A1 - Safety valve for fluid pipework - has internal differential opening pressure and light valve spring to resist this

Info

Publication number: FR2510225A1
Application number: FR8114410A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1983-01-28

Abstract

The safety relief valve has a body (1) with a stepped bore. The valve seat (11) is supported in the larger bore on a bush (13) retained by a circlip (14). The exhaust ports (12) are located just above the valve seat. The sliding valve has a larger diameter section which covers the exhaust ports and a reduced diameter section (8). The reduced section fits into the upper bore of the body and is sealed by an 'O' ring (9). A spring (5), adjusted by the screw (3) exerts a closing pressure on the valve. Due to the different areas above and below the valve, a differential pressure tending to open the valve is resisted by the light spring.

Description

Dispositif d'obturation des circuits de fluides
L'invention concerne les dispositifs d'obturation de canalisations de fluides et notamment les soupapes de sécurité, les clapets de décharge pilotés ou non.Closure device for fluid circuits
The invention relates to devices for closing fluid lines and in particular safety valves, relief valves, piloted or not.

On connait de nombreux dispositifs d'obturation pour les conduites de vapeur et de fluides divers gazeux ou visqueux, corrosifs ou non. Ces dispositifs utilisent généralement un clapet'sur lequel s'applique la totalité de la pression à contenir et dont le maintien fermé est obtenu au moyen d'un ressort à charge réglable appliquant le clapet sur son siège qui peut être canaque ou plat (clapet à glace) ou être un joint rapporté dont le choix du ttiatériaux constitutif dépend de la température de service et de la nature du fluide. Les sièges de clapet sont d'autant plus fragiles que la fréquence de battement et que-la pression sont élevés. Les dispositifs d'obturation utilisant des clapets sont genéralement compliqués et onéreux et leur fiabilité laisse à desirer.There are many known shutter devices for vapor and various gaseous or viscous fluids, corrosive or not. These devices generally use a valve on which all of the pressure to be applied applies and whose closed retention is obtained by means of a spring with adjustable load applying the valve on its seat which can be canaque or flat (valve with glass) or be an added seal whose choice of constituent materials depends on the operating temperature and the nature of the fluid. The valve seats are all the more fragile the higher the beat frequency and the pressure. Sealing devices using valves are generally complicated and expensive and their reliability leaves much to be desired.

La presente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. L'invention,telle qu'elle est caractérisée dans les revendications résout le probleme consistant à créer un dispositif d'obturation à action différentielle dont la pression de contact du clapet sur son siege est indépendante de la pression s'appliquant sur le clapet, ladite pression de contact est choisie en fonction des besoins, elle est obtenue au moyen d'un ressort de force très faible en regard de la pression.The object of the present invention is to remedy these drawbacks. The invention, as characterized in the claims, solves the problem of creating a shutter device with differential action, the contact pressure of the valve on its seat is independent of the pressure applied to the valve, said contact pressure is chosen according to the needs, it is obtained by means of a spring of very weak force compared to the pressure.

Les avantages obtenus au moyen-de cette invention sont les suivants: - pression d'obturation indépendante de a pression interne, - faible force du ressort de maintien de l'obturation d'où une longevité très accrue du siege du clapet quelles que soient les pressions internes et le type de clapet, - très grande simplicité et tres faible coût de -revient par rapport aux dispositifs existants.The advantages obtained by means of this invention are the following: - shutter pressure independent of internal pressure, - low force of the shutter holding spring, hence a very increased longevity of the valve seat whatever the internal pressures and the type of valve, - very great simplicity and very low cost - again compared to existing devices.

L'invention est exposée ci-après plus en détail en référence aux dessins annexés représentant plusieurs modes de realisation dans lesquels - la fig.l représente en coupe un dispositif d'obturation sèlon l'invention à action differentielle dont l'échappement s'effectue à l'air libre; -les 9.2,7, montrenfn coupe un exemple à clapet différentiel à glace; - la fig.3 montre une variante de la fig.l dans laquelle l'étanchéité interne est obtenue au moyen d'un soufflet métallique, - la fig.4 montre en coupe un exemple de dispositif à tiroir à action différentielle, - la fig.5 montre en coupe un exemple de dispositif à clapet différen- tiel mu par un soufflet thermostatique;; - la fig.6 montre en 1/2 coupe un exemple de dispositif d'obturation à tiroir mû par un souflet thermostatique.The invention is set out below in more detail with reference to the accompanying drawings showing several embodiments in which - fig.l shows in section a shutter device according to the invention with differential action, the exhaust of which takes place outdoors; - 9.2.7, montrenfn cuts an example with a differential ice valve; - fig.3 shows a variant of fig.l in which the internal seal is obtained by means of a metal bellows, - fig.4 shows in section an example of a device with differential action drawer, - fig .5 shows in section an example of a differential valve device driven by a thermostatic bellows; - Fig.6 shows in 1/2 section an example of a shutter device driven by a thermostatic bellows.

Tel qu'il est représente en 1/2 coupes sur la fig.l, le dispositif d'obturation selon l'invention montre sur la 1/2 coupe gauche la mise en place des éléments par le haut et par le bas sur la 1/2 coupe droite. Le dispositif comporte le corps cylindrique 1 borgne vers le haut dans la 1/2 coupe droite et ouvert dans la 1/2 coupe gauche, refermé par un bouchon filete 2 dans lequel est vissé une vis de réglage 3 arrêtée par un écrou 4, assurant le réglage de la pression du ressort 5 par l'intermediaire de la coupelle de guidage 6 comportant éventuellement une joint d'etan- chéité 7.Le ressort s'appuie sur un piaulement d'un clapet cylindrique 8 muni d'un joint d'étanchéité 9 et d'une portee cônique 10 s'appuyant sur un siège rapporte 11 enmatriau compatible avec la température et la nature du fluide. Le corps lest percé radialement au-dessus du siège de clapet ll, d'une série de trous d'échappement 12. Dans la 1/2 coupe gauche le siège de clapet 11 est en appui sur un epaulement- de l'alésage du corps 1 et dans la 1/2 coupe droite en appui sur une bague rapportée 13 maintenue en place par exemple par un clips 14.Le clapet 8 est percé d'un trou 15 de façon à définir une surface différentielle d'action de la pression interne tendant à soulever légèrement le clapet,
Si les surfaces supérieure et inférieure du clapet étaient égales, la pression interne serait sans action sur lui et un accroissement de cette pression ne pourrait l'ouvrir.De même si le clapet n'était pas percé, la pression tendrait a le soulever avec une force d'autant plus grande que cette pression serait elevée. Pour eviter d'utiliser un ressort de force importante pour maintenir le clapet fermé, on accroît très légèrement la surface inférieure du clapet, côté siège, par rapport osa surface supérieure, par exemple de 0,10 cm2, en supposant une pression de 100 kg/cm2 à partir de laquelle le clapet doit s'ouvrir, le tarage du ressort est de 100 x 0,10 = 10 kg. Si on avait pris une surface différentielle de 0,05 cm2, la force du ressort serait de 5 kg. As shown in 1/2 sections on fig.l, the shutter device according to the invention shows on the left half section the positioning of the elements from above and from below on the 1 / 2 straight cut. The device comprises the cylindrical body 1 blind up in the 1/2 right cut and open in the 1/2 left cut, closed by a threaded plug 2 in which is screwed an adjustment screw 3 stopped by a nut 4, ensuring adjusting the pressure of the spring 5 by means of the guide cup 6 optionally comprising a seal 7.The spring is supported on a peg of a cylindrical valve 8 provided with a seal sealing 9 and a conical bearing 10 supported by a seat 11 enmatriau report compatible with the temperature and the nature of the fluid. The ballast body pierced radially above the valve seat ll, with a series of exhaust holes 12. In the 1/2 left cut the valve seat 11 is supported on a shoulder of the body bore 1 and in the 1/2 straight cut resting on an attached ring 13 held in place for example by a clips 14. The valve 8 is pierced with a hole 15 so as to define a differential surface of action of the internal pressure tending to lift the valve slightly,
If the upper and lower surfaces of the valve were equal, the internal pressure would have no action on it and an increase in this pressure could not open it. Even if the valve was not pierced, the pressure would tend to lift it with a force all the greater as this pressure would be high. To avoid using a large force spring to keep the valve closed, the lower surface of the valve, seat side, is slightly increased relative to the upper surface, for example 0.10 cm2, assuming a pressure of 100 kg / cm2 from which the valve should open, the spring setting is 100 x 0.10 = 10 kg. If we had taken a differential surface of 0.05 cm2, the spring force would be 5 kg.

Lorsque la pression dépasse 100 kg/cm le clapet se souleve en comprimant plus ou moins le ressort suivant la pression et le fluide s'echappe par les trous 12 jusqu'à ce que la pression redescende au-dessous de 100 kg/cm2. Ce clapet différentiel permet donc de réduire considérablement la force du ressort et les dimensions de l'ensemble et d'adoucirles battements du clapet sur son siege qui mettent en jeu des efforts sans rapport avec la pression interne du fluide. I1 en résulte un accroissement important de la longévité. On peut bien entendu utiliser toutes les formes de siège connues sans pour cela sortir de l'invention.When the pressure exceeds 100 kg / cm the valve is raised by more or less compressing the spring depending on the pressure and the fluid escapes through the holes 12 until the pressure drops below 100 kg / cm2. This differential valve therefore makes it possible to considerably reduce the force of the spring and the dimensions of the assembly and to soften the flaps of the valve on its seat which involve forces unrelated to the internal pressure of the fluid. This results in a significant increase in longevity. One can of course use all known seat shapes without departing from the invention.

Le dispositif représente dans les diverses vues peut être monté dans un raccord permettant de récupérer le fluide s'echappant par les trous d'échappement.The device shown in the various views can be mounted in a fitting allowing the fluid escaping through the exhaust holes to be recovered.

La figure 2 montre la disposition d'un clapet à glace selon l'invention.Figure 2 shows the arrangement of an ice flap according to the invention.

Sur la figure 3, on a montre une autre variante de clapet à action piffé rentielle utilisable par exemple lorsque l'on peut craindre de fortes variations de température risquant d'entrainer des dilatations provoquant le grippage d'organes en mouvement. Le clapet 18 présente une partie de guidage 19 ayant beaucoup de jeu par rapport à l'alésage du corps 1.In FIG. 3, we have shown another variant of a valve with differential action which can be used for example when it is feared that there are large variations in temperature which could cause expansions causing the seizure of moving parts. The valve 18 has a guide part 19 having a lot of play with respect to the bore of the body 1.

La partie conique 20 s'autocentre sur le siège 21, le joint d'étanchéité sur l'alésage est remplacé par un soufflet solidaire de la partie superieure du clapet et à l'autre extrémité solidaire du bouchon 2. Le fluide qui traverse le clapet ne peut donc pas revenir vers les trous d'échappement 12. Ce clapet fonctionne de façon identique aux précédents.The conical part 20 is self-centered on the seat 21, the seal on the bore is replaced by a bellows secured to the upper part of the valve and at the other end secured to the plug 2. The fluid passing through the valve cannot return to the exhaust holes 12. This valve operates in the same way as the previous ones.

La fig.4 montre en coupe un autre exemple de dispositif à tiroir à action différentielle 23 sans siège. L'echappement s'effectue au travers des trous 12 du corps 24 lorsqu'ils sont en communication avec les trous 25 du tiroir 23 lorsque la pression a fait remonter le tiroir. Un épaule- ment 26 limite la montée du tiroir et un- clip- 27 limite sa descente sous l'action du ressort de rappel 28 réglé par la vis 30agissant sur la coupelle 29 comportant éventuellement un joint d'étanchéité 32, un contre écrou 31 bloque le réglage de la vis 30. Le fonctionnement est identique à celui des exemples precedents. Ce type de tiroir peut être utilisé lorsque l'on a pas à craindre de grippage, et lorsque les battements du clapet sont très rapides. Lorsque la pression estfaible, on peut ne pas percer le tiroir pour le rendre différentiel, dans ce cas on dispose d'une version simplifiée des soupapes de sécurité existantes. Fig.4 shows in section another example of differential action drawer device 23 without seat. The exhaust takes place through the holes 12 in the body 24 when they are in communication with the holes 25 in the drawer 23 when the pressure has caused the drawer to rise. A shoulder 26 limits the rise of the drawer and a clip 27 limits its descent under the action of the return spring 28 adjusted by the screw 30 acting on the cup 29 possibly comprising a seal 32, a lock nut 31 blocks the adjustment of screw 30. Operation is identical to that of the previous examples. This type of drawer can be used when there is no fear of seizing, and when the flaps of the valve are very fast. When the pressure is low, it is possible not to drill the drawer to make it differential, in this case there is a simplified version of the existing safety valves.

Sur la figure 5 on a montre en coupe un exemple de dispositif à clapet différentiel mû par un soufflet thermostatique fermé 35 poussant la partie inférieure du- clapet différentiel 36 en appui normal sur un siege rapporte 37 au-dessus duquel on a percé une série de trous 38 dans le corps 39. Le siège 37 est en appui sur une-piece intermédiaire 40 maintenue par un clip 41, et dont le fond supporte le soufflet 35. le fond de la pièce 40 est fraisé ou percé de façonà permettre le passage du fluide sous pression . Lorsque la- température s'accroit, le soufflet se dilate et soulève le clapet qui est ramene place par la différentielle de pression agissant sur sa surface supérieure pour le maintenir ferme lorsque la température redescend.Dans ce clapet, la différentielle de surface est utilisée à l'envers des clapets precedents. In FIG. 5 is shown in section an example of a device with a differential valve actuated by a closed thermostatic bellows 35 pushing the lower part of the differential valve 36 in normal support on an attached seat 37 above which a series of holes has been drilled. holes 38 in the body 39. The seat 37 is supported on an intermediate piece 40 held by a clip 41, and the bottom of which supports the bellows 35. the bottom of the piece 40 is milled or drilled so as to allow the passage of the fluid under pressure. When the temperature increases, the bellows expands and raises the valve which is brought back by the pressure differential acting on its upper surface to keep it firm when the temperature goes down. In this valve, the surface differential is used to reverse of previous valves.

Sur la figure 6, on a montre en 1/2 coupe, une yariante de la fig.5 dans laquelle le clapet est remplacé par un tiroir qui n'est pas soumis à la pression interne du fluide. Il comporte le corps 43 percé d'une série de trous 44 débouchant dans une rainure 45 et dans l'alésage duquel coulisse un tiroir 46 dont l'extrémité 47 est guide sur le bouchon fileté 48 refermant de façon étanche le corps 43, un soufflet thermostatique 49 prévu pour se dilater dans une plage de température prédéterminée', est brasé d'une part par l'extrémité inférieuresur le tiroir 46 et sur le bouchon 48 par son extrémité supérieure.Lorsque la température s'élève, le soufffiltt déplace le tiroir vers Je bas et met en communication les trous 50 percés dans le tiroir de façon à permettre au fluide sous pression de s'échapper jusqu'à ce que la température redescende et que le soufflet se contracte et ramené le tiroir pour obturer la rainure 45.In Figure 6, there is shown in 1/2 section, a yariante of fig.5 in which the valve is replaced by a drawer which is not subjected to the internal pressure of the fluid. It comprises the body 43 pierced with a series of holes 44 opening into a groove 45 and into the bore of which slides a drawer 46 whose end 47 is guide on the threaded plug 48 sealingly closing the body 43, a bellows thermostatic 49 provided to expand within a predetermined temperature range ', is brazed on the one hand by the lower end on the drawer 46 and on the plug 48 by its upper end. When the temperature rises, the soufffiltt moves the drawer towards the bottom and connects the holes 50 drilled in the drawer so as to allow the pressurized fluid to escape until the temperature drops and the bellows contracts and brings the drawer back to close the groove 45.

Une piece 51, centrée sur un épaulement du corps 43, empêche la pression d'agir sur la partie inférieure 52 du tiroir 46.A piece 51, centered on a shoulder of the body 43, prevents the pressure from acting on the lower part 52 of the drawer 46.

Dans le cas ou le fluide est porté à des temperatures-tres élevees pouvant modifier les qualités du ressort, celui-ci est reporte à l'extérieur et agit au moyen d'une tige de poussée à passage étanche au travers du corps, notamment pour les figures 1 à 4. Un -exemple de ce type est montre sur la fig.7 extrapolée de la fig.2. Il comporte ùn clapet à glace 8, une tige poussante 54 sur laquelle est montée un ressort-55 en-appui sur un épaulement 56 limitant la course du ressort lequel est regle par la pièce 57 et la vis 58 vissée dans le càpot support 59 lui-même vissé sur le corps 60 In the case where the fluid is brought to very high temperatures which can modify the qualities of the spring, the latter is carried outside and acts by means of a push rod with a sealed passage through the body, in particular for Figures 1 to 4. An example of this type is shown in fig.7 extrapolated from fig.2. It includes an ice flap 8, a push rod 54 on which is mounted a spring-55 supported by a shoulder 56 limiting the stroke of the spring which is adjusted by the part 57 and the screw 58 screwed into the support pot 59 - even screwed on the body 60

Claims

CLAIMS 1- Device for closing fluid pipes comprising a body disposed or not in a connection for recovering the overflow of fluid, a valve held in abutment on its seat by a spring with adjustable setting characterized in that the exhaust of the fluid is obtained by means of a series of holes passing through said body above the seat, and in that a cylindrical valve, comprising a seal cooperating with the bore of said body, has a machined lower part for s '' press on said seat and which is pierced with a through hole defining the pressurized fluid passing through it, a surface at its upper part very slightly less than its lower surface and in that the force of the closing spring is calculated so as to be equal to the maximum allowable pressure acting on the differential surface of said valve to lift it when this pressure is exceeded.

2 - Device according to 1, characterized in that the seal between the part of the body situated above the valve and the seat of the valve is obtained by means of a metal bellows secured to the upper part of said valve and of the plug closing said body .

3 - Device according to 1, characterized in that the valve is replaced by a cylindrical slide sliding in the bore of the body comprising or not at least one seal between its outside diameter and the bore of said body above the holes exhaust, said valve when raised by an overpressure of fluid, unmasks a series of holes passing through said body, or puts the holes drilled in said body into communication with those drilled in said slide valve, and in that said drawer is pierced with a shoulder hole defining a slightly upper differential surface in the lower part of the drawer, and in that said valve is held in the closed position by a compression spring resting on its upper part.

4 - Device according to 1, characterized in that the cylindrical valve has a slightly upper differential surface in the upper part so as to ensure a constant hold on the seat, and in that said valve is driven by a thermostatic bellows acting in a range of pre-determined temperature and place under said valve to lift it from its seat when the temperature increases.

5 - Device according to 1 and 4, characterized in that the valve is replaced by a cylindrical drawer pierced with a row of holes cooperating with corresponding holes drilled in the body of the device to put the fluid in the exhaust when the temperature s 'increases beyond a predetermined threshold, and in that said drawer is moved by a thermostatic bellows moving the latter when the temperature exceeds said threshold and vice versa.

6 --- Device according to any one of the preceding claims, charac terse in that the spring for holding the closure of the valve or drawer is placed outside the body and acts on said valve or drawer by means of a push rod cooperating with a sealed passage means for passing through the top of said body.