FR2510705A1 - Valve pilote pour l'actionnement d'une soupape de decharge - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UNE VALVE PILOTE POUR L'ACTIONNEMENT D'UNE SOUPAPE PRINCIPALE DE DECHARGE. L'ELEVATION DE LA PRESSION DANS UNE CONDUITE OU UN RESERVOIR AU-DESSUS D'UN NIVEAU PREDETERMINE ENTRAINE LE CLAPET 142 DE LA VALVE PILOTE QUI MET ALORS A L'ECHAPPEMENT UNE CHAMBRE DE CONTREPRESSION ADJACENTE A L'OBTURATEUR DE LA SOUPAPE PRINCIPALE. LE CLAPET 142 PEUT PRESENTER UN PROLONGEMENT 142A FIXE A UN PLATEAU DE DIAPHRAGME 140 SOUMIS A LA PRESSION A CONTROLER ET A UNE RESISTANCE ELASTIQUE REGLABLE ET L'ACTIONNEMENT DU CLAPET MET A L'ECHAPPEMENT PAR UN PASSAGE 147 LE VOLUME DE TETE DE LA SOUPAPE PRINCIPALE EN COMMUNICATION AVEC UN PASSAGE 61.

Description

L'invention se rapporte de façon générale aux soupapes de décharge actionnées par pression ayant des caracté ristiques d'ouverture proportionnelle et instantanée. Les soupapes de décharge ayant une caractéristique proportionnelle présentent une capacité d'échappement ou de décharge qui est proportionnelle à la différence entre une pression prédéterminée ou de réglage et la pression particulière agissant sur la soupape. Par contraste, les soupapes àouver- ture instantanée ou à échappement brusque présentent des caractéristiques de décharge qui sont constantes et maximales après que la pression établie dépasse la valeur prédéterminée ou de réglage.On décrira ci-après deux formes d'exécution, une valve pilote proportionnelle à étage unique ayant une vitesse d'ouverture réglable et une valve pilote à ouverture instantanée à deux étages présentant la oaractéristique de ne pas être.traversée par l'échappement pendant le fonctionnement de décharge. En conJonction avec chacune des valves pilotes ci-dessus, on exposera un nouveau procédé d'essai du point de tarage des éléments sensibles a la pression
On a utilisé dans le passé des valves pilotes présen- tant la caractéristique proportionnelle. Une valve pilote connue typique est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amériqve 3 477 456.Les structures utilisées dans les valves décrites emploient plus d'un diaphragme et imposent typiquement que la pression du réservoir à décharger s'élève Jusqu'd la pression de réglage pour l'essai. D'autres valves pilotes connues emploient une structure à équilibrage mécanique de pression qui nécessite des joints mobiles sous haute pression de dimensions importantes et en grand nombre.

Ces constructions présentent ainsi en fonctionnement une hystérésis ou retard prononcé.

L'état de la technique concernant des combinaisons d'une soupape de décharge et de valves est exposé dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique 3 595 263, 3 664 362, 3 512 560 et 3 568 70 & Cependant, bien que le fonctionnement établi par ces combinaisons de soupape principale et de valve pilote soit acceptable, une commande appropriée des rapports dynamiques entre la valve pilote, la soupape principale et le réservoir ou la conduite sous pression est diffi cile à réaliser. De plus, les valves de type connu, dans bien des cas, quand elles sont essayées en place, ne permettent qu'un procédé pour essayer un point de réglage de la valve pilote. Aussi le réglage de la pression de rappel guide refermeture de la valve pilote et le fonctionnement de la soupape principale restent sans être essayés.La valve pilote décrite ici permet l'essai en place du point d'action de la valve pilote, ainsi que l'essai de la pression de refermeture -ou de rappel et ltesS dé la soupape principale su en variante l'es dé la valve pilote seule par 18wtilisation de petites quantités d'un gaz d'essai auxiliaire.

Ainsi, un but de l'invention est d'établir une valve pilote perfectionnée à deux étages pour commander le fonctionnement d'une soupape de décharge de pression à grande capacité en permettant une opération d'essai du premier étage de la valve pilote sans fonctionnement de la soupape principale.

Un but de l'invention est d'établir une soupape de décharge de pression d'une capacité notable ayant une commande perfectionnée de l'écoulement du produit et de la dynamique des pressions associée à la valve pilote, à la soupape prin- cipale de décharge et aux réservoirs cru conduites demandant une décharge de pression.

Un autre but de l'invention est d'établir une valve pilote perfectionnée à deux étages répondant à la pression dans laquelle l'écoulement du produit qui exerce la pression d'actionnement ne s'effectue à travers chaque étage de la valve que pendant l'opération de décharge ou de rappel de la valve pilote.

Un but complémentaire de l'invention est encore d'établir une valve pilote perfectionnée à deux étages, actionnée par pression pour commander une soupape principale de décharge de capacité notablement plus grande, dans laquelle le débit fortement réduit à travers la valve pilote peut astre filtré de façon poussée, ce qui augmente la fiabilité par la diminution de la contamination.

Un but de l'invention est de proposer une valve pilote à un seul étage pour actionner une soupape de décharge de grande capacité, la décharge du produit par la combinaison étant proportionnelle à la surpression exercée.

Un but additionnel de l'invention est d'établir une soupape de décharge ayant une caractéristique de décharge proportionnelle dans laquelle les forces de friction agissant sur les éléments sensibles à la pression sont minimisées en donnant une aptitude améliorée à la répétition du fonctionnement désiré et une grande sensibilité.

Un autre but de l'invention est encore d'établir une valve pilote ayant une caractéristique de décharge proportionnelle comprenant une structura de clapet par laquelle un équilibrage sélectif de pression aboutit à un mouvement temporaire de clapet réduit.

Un but complémentaire de l'invention est encore d'établir une soupape de décharge actionnée par pression agissant proportionnellement et employant un sélecteur sensible à la pression de telle sorte que le tarage de la valve pilote et le fonctionnement de la soupape principale puissent s'obtenir sans élévation de la pression du produit 3usqu'au réglage de décharge de la combinaison et qui consomme une quantité minimale de gaz d'essai.

On décrira une soupape de décharge actionnée par pression à un seul étage dont l'élément sensible à la pression actionne un clapet de diamètre relativement grand pour établir un écoulement proportionnel ou une caractéristique de décharge ayant un gain ou une sensibilité à la pression d'un niveau relativement élevé grâce à une section d'écou- lement augmentée à l'écart de son siège. Le clapet emploie un passage d'équilibrage de pression et l'ensemble pilote comprend un organe de commande de l'écoulement réglable de l'extérieur.

Typiquement, la valve pilote décrite est utilisée pour commander une capacité plus grande, c ' est-à-dire une soupape de décharge de pression principale du type employant un organe d'obturation équilibré par la pression. Le fonctionnement de la soupape principale s'accomplit par l'échappement contrôlé d'un volume au-dessus de l'ôrgane mobile de la soupape principale, ce qui a pour effet d'agir sur la position de l'obturation de la soupape principale.

De cette façon, la capacité de soupape principale est essentiellement "modulée" en proportion de la surpression exercée ou de la pression du produit au-delà d'une valeur prédéterminée,
Une soupape de décharge additionnelle actionnée par pression, décrite ci-après, utilise un premier étage et un second actionnés par pression qui sont mécaniquement indépendants. Dans une forme d'exécution typique, la valve pilote à deux étages actionne une soupape principale notablement plus grande en mettant à l'échappement le volume de tête de la soupape principale ramené à la pression ambiante
La conception de la soupape principale est telle qu'avant l'ouverture à l'échappement de la soupape principale, l'organe mobile ou piston de fermeture de cette soupape principale est en équilibre de pression avec le réservoir ou l'enceinte sous pression.Quand le volume de tête au-dessus dudit piston est mis à l'échappement à l'atmosphère, la pression du réservoir est utilisée pour lever les piston et ouvrir la soupape principale, en établissant la décharge de-pression désirée. Un signal de pression additionnel pour la valve pilote est fourni par un tube de pression placé près du réservoir ou de l'enceinte sous pression, ce qui donne une indication de la pression réelle du réservoir ou du produit en permettant à la valve pilote et à la soupape principale de revenir en position de rappel pour une pression de réservoir correcte indépendante de la valeur du débit de la soupape principale.

Une caractéristique de la valve pilote à deux étages décrite est l'utilisation d'un volume d'emmagasinage speci- fique pour commander le degré de variation du débit du produit dans la valve pilote entre le premier étage et le second. Ces vitesses de fonctionnement contrôlées assurent des opérations de décharge et de fermeture positives et plus précises à la fois pour la valve pilote et pour la soupape principale.

Additionnellement, le premier étage ou étage captant la pression utilise une nouvelle coopération pilotesiège comprenant des éléments sensibles à la pression et au débit. Ces éléments assurent une commande perfectionnée des forces de levée et de fermeture ou de rappel du clapet, ce qui assure une réponse de soupape précise aux pressions réglées de décharge et de fermeture.

Un avantage supplémentaire obtenu par l'invention décrite consiste dans l'utilisation d'un sélecteur à bille qui permet de mettre à l'essai les étages de la valve pilote à l'aide d'une source indépendante et/ou tarée de gaz sous pression. L'introduction de gaz d'essai à des pressions supdrieures à la pression d'emmagasinage du réservoir isole le premier étage pilote du produit normal en limitant ainsi l'essai de pression à la valve pilote seule. Lors de la réduction subséquente de la pression d'essai, l'action de la valve pilote est telle que le raccordement d'essai est automatiquement fermé et que la pression du produit est rétablie pour la valve pilote en permettant le débranchement de l'équipement d'essai sans perte de pression du réservoir ou du produit.

D'autres buts et avantages de l'invention apparat tront à la lecture de la description détaillée qui suit, établie en référence au dessin annexé, dan5 lequel :
la figure 1 est une vue en coupe de la valve pilote montrant le premier étage et le second, le sélecteur à bille et les passages intérieurs associés, les orifices de raccordement de la soupape principale et de la source de pression étant aussi représentés
la figure 2 est une coupe de la partie de la soupape principale de l'invention contenant les admissions provenant du réservoir, de la conduite ou de l'enceinte à décharger et montrant le tube de Pitot, l'orifice de tête de la soupape principale et le tube de raccordement à la valve pilote
la figure 3 est une vue en perspective de la soupape de décharge actionnée par valve pilote selon une forme d'exécution préférée mais non exclusive dans laquelle la valve pilote à deux étages est montée à proximité immédiate de la soupape principale, cette figure montrant aussi le tube de raccordement de pression et sa prise de pression associée
Juste au-dessus de l'orifice d'entrée de la soupape principale
la figure 4 est une vue schématique montrant en coupe le raccordement essentiel de la valve pilote et de la soupape principale, les éléments de soupape dotant représentés à' l'état normal de non-échappement
la figure 5 est une vue schématique analogue à la figure 4, mais montrant les éléments de soupape dans l'état d'échappement ou de décharge
la figure 6 est une coupe partielle du premier.étage de la valve pilote montrant un ensemble formant clapet en position de fermeture ou de non-échappement et montrant en particulier la relation des éléments subissant la pression sur le clapet en association avec le siège du premier étage;;
la figure 7 est une autre coupe partielle du premier étage de valve pilote montrant l'ensemble formant clapet dans une positiin d'ouverture ou d'écoulement et montrant en particulier la relation des éléments de fermeture ou de rappel sur le clapet et les sièges associés
la figure 8 est une vue agrandie de l'amortisseur d'écoulement employé dans la valve pilote de la présente invention
la figure 9 est une coupe selon la ligne 9-9 de la figure 8
la figure 10 est une vue schéma tique de la valve pilote proportionnelle ou de modulation actionnant une soupape principale équilibrée et employant un passage d'essai et un obturateur répondant à l'écoulement
la figure Il est une coupe partielle de la valve pilote de modulation selon la ligne de coupe 11-11 de la figure 12, avec des éléments de commande de l'écoulement et des passages amenés par rotation dans le plan du dessin pour faciliter l'exposé des parties fonctionnelles et avec omission des filtres
la figure 12 est une vue de dessus de la valve pilote avec coupe partielle selon la ligne 12-12 de la figure Il montrant en particulier l'emplacement de la valve sélectrice à bille et des éléments filtrants
la figure 13 est une coupe partielle du corps de valve suivant la ligne 13-13 de la figure 12, montrant en particulier les passages dressai et d'admission, les filtres pour la vapeur du produit et les passages d'interconnexion.

en montrant particulièrement les éléments répondant à la pression et commandant le débit
la figure 14 est une vue en perspective d'une forme d'exécution préférée de la valve pilote de modulation, montrant en particulier le régleur de valve ajustable extérieur et le ressort de tarage
la figure 15 est une autre vue en perspective de la valve pilote de modulation ayant son couvercle en place ; et
la figure 16 est une courbe représentatrice indiquant la décharge de la soupape principale pour des surpressions du produit appliquées à des soupapes de décharge.

En référence aux figures 1 et 2, la soupape de décharge actionnée par pression décrite ici se compose d'une valve pilote représentée de façon générale en 5 (voir la figure 1) et ayant un premier étage 10 et un second étage, indiqué de façon générale en 41, qui sont contenus dans un corps 4. Dans une forme d'exécution préférée, la valve pilote est montée à proximité immédiate de l'extrémité supérieure d'une soupape principale de décharge 7 (voir les figures 2, 4 et 5) communiquant avec la valve pilote à travers leori fice de tête 61 de la soupape principale et sur la valve pilote à travers l'orifice Il de contre-pression et d'échap- pement pour la soupape principale.Dans la forme dBexdoution décrite, un tuyau ou conduit 11a raccorde les orifices 61 et Il (voir la figure 3). Additionnellement (voir les figures 3, 4 et 5), il y a un tube extérieur de pression 6 qui fait communiquer l'orifice d'admission 12 de valve pilote captant la pression de réservoir avec une prise de pression 63 contenue dans la partie inférieure de la soupape principale 7 Juste au-dessus de la bride d'entrée 66 de la soupape principale et de son entrée 65. La prise de pression 63 communique avec un tube de pression totale 64 assurant des entrées de la pression de réservoir pour la valve pilote avant le fonctionnement de cette valve et pendant l'écoule ment à travers la soupape principale.Typiquement, la bride inférieure 66 de la soupape principale est montée sur une ouverture ménagée sur un réservoir ou une conduite sous pression ou en communication avec ces espaces. Le fonctionnement de la soupape de décharge actionnée par pression met donc à l'échappement à travers cette soupape principale 7 le produit en vapeur et/ou en gaz contenu dans le réservoir ou la conduite sous pression mentionné cl-dessus.

En fonctionnement, si on suppose que la pression de la vapeur et/ou du gaz du réservoir est au-dessous du réglage de décharge du premier étage déterminé par la précontrainte du ressort de compression réglable 30 comme représenté aux figures 1, 2 et 4, la pression statique de vapeur provenant du réservoir ou du conduit associé est appliquée i la face 68 du piston de la soupape principale en étant transmise par orifice 65, la prise de pression 63, le tube de pression 64, le tube de branchement 6, l'orifice d'entrée de pression 12, un passage 57 d'admission de pression au second étage, les alésages.de plongeur 55-56, un passage principal de second étage 54, l'orifice Il et le conduit lita. La pression est communiquée aussi à l'intérieur de la valve pilote (voir la figure 1) aux éléments de premier et de second étages par le passage 57, le passage transversal 24 du premier étage de valve pilote, l'orifice d'entrée 17 du premier étage et le filtre 15. Ainsi, la pression du produit s'exerce sur l'ensemble formant clapet 18 du premier étage contre la surface définie par le siège d'entrée du premier étage ou orifice 17 et par la face inférieure 34 du piston de clapet (voir la figure 6). Le filtre 15 fait communiquer directement l'orifice d'essai 14a et le passage 24 en constituant un guide pour 1 'organe de fermeture par bille 16. La bille 16 repose soit sur l'entrée 14a, soit sur le passage 24 comme on l'exposera plus loin.Le filtre 15 fait communiquer aussi les passages 24 et 14a avec le passage 17 à travers sa matière filtrante.

Comme représenté sur la figure 1 et plus en détails sur les figures 6 et 7, l'ensemble 18 formant clapet du premier étage coopère avec le siège de premier étage 28 en utilisant des éléments sensibles à l'écoulement et à la pression. Ces éléments comprennent un piston 18c et un épaulement ou organe de fermeture 19 adJacent au piston. Un siège de fermeture 20 du premier étage coopère avec un joint de clapet 25 de premier étage placé concentriquement par rapport à l'épaulement 19 et au piston 18c entre ces éléments.

L'ensemble formant clapet 18 comprend de plus une tige 18b de clapet montée concentriquement à l'intérieur d'un guide de clapet formant porte-siège de fermeture 20a pour un déplacement en va-et-vient dans ce guide. L'extrémité inférieure du guide 20a définit le siège de fermeture 20 mentionné ci-dessus. On remarquera que ltextrdmité supérieure 18d de la tige 18b de clapet est à tous moments en contact avec la chape inférieure 30a du ressort. La chape de ressort 30a n'est pas en contact avec la face supérieure 20b du guide de clapet 20a, ce qui rermet un mouvement relatif entre ces éléments.Le Jeu c l'intervalle prévu entre la chape 30a et la face 20b permet la compression du ressort de soupape 30 pour l'accomplissement d'un réglage individuel de la course de levée du clapet et des forces de rappel appliquées à la tige de clapet 18b par le ressort 30.

Le guide de clapet 20a formant porte-sihtge de fermeture du clapet est monté de plus à l'intérieur d'un prolongement 29 du porte-siège dans lequel il se visse. Le vissage et le mouvement relatif mentionné ci-dessals entre 18c et 20a établit un réglage vertical pour le siège de fermeture 20. Cette construction permet le réglage indépendant de la levée ou course et de la force de levée exercée sur l'ensemble formant clapet 18 pendant l'opération de décharge. Le clapet de premier étage et le siège présentent aussi des intervalles annulaires incorporés, utilisés pour assurer un fonctionnement de clapet fiable et reproductible.

Ces intervalles comprennent un intervalle périphérique entre une livre de réaction 21 du clapet de premier étage au diamètre extérieur de piston 32 et la surface intérieure du porte-siège 29, c'est-à-dire l'intervalle 37 ; un intervalle entre une seconde partie de fermeture ou partie intermédiaire d'un diamètre extérieur 33 et la surface intérieure du siège 28,c'est-à-dire l'intervalle 39. Un intervalle additionnel 38 est délimité par la partie initiale de fermeture du piston au diamètre extérieur 34 et par la surface intérieure du siège 28 au diamètre 28b.

En association avec les intervalles ci-dessus, il y a des chevauchements de la partie de fermeture du piston de clapet de premier étage (captage de pression) le long de la surface au diamètre extérieur 34, c'est-à-dire le wi chement 36 et le chevauchement de la seconde partie de fermeture ou partie de fermeture intermédiaire de L'organe de fermeture du clapet de premier étage formant en regard du siège le chevauchement 35.

Le second étage de valve 41 (voir les figura 1, 4 et 5) comprend un ensemble plongeur de second étage 42 ayant un plongeur ou organe de fermeture de second étage 48 qui se déplace en va-et-vient dans un alésage 40 ayant un premier diamètre inférieur 55 et un second diamètre supérieur 56. Le plongeur 48 a une extrémité supérieure 48a et des
Joints de travail 48b et 48c.Le Joint 48d de l1enseitie de plongeur permet à cet ensemble plongeur 42 de se déplacer -en va-et-vient dans l'alésage 40 en réponse aux différences de pression au-dessus et au-dessous du plongeur. Ensemble 42 comprend' un porte-joint inférieur de plongeur 43 incor- poré et un Joint de clapet 480.

Le fonctionnement de ces éléments pendant la levée et la fermeture du clapet de premier étage sera décriten détails ct-après.

Quand il y a raccordement, comme montré sur la figure 4, avec une pression de produit moindre que celle nécessaire pour faire lever l'ensemble de clapet du premier étage 18, la conception de l'ensemble du clapet de second étage 42 et les zones différentes associées à l'organe de fermeture ou plongeur de second étage 48 maintiennent l'ensemble de clapet de second étage 42, comme représenté (voir les figures 1 et 4), dans sa position de non- échappement avec obturation contre le siège inférieur 45.

Comme la pression de produit agit sur l'ensemble plongeur de second étage 42 au-dessous du Joint 48d et que le piston lac de premier étage est en contact avec son Joint 17a en isolait l'extrémité supérieure 48e du plongeur de second étage de ladite pression, le plongeur 48 est maintenu dans le diamè- tre supérieur 56 de l'alésage du plongeur 40 définissent un passage annulaire de pression de tête et/ou des passages captant la pression constitués par l'alésage supérieur 56 et l'alésage inférieur 55 et les passages 54 et 57.Les volumes enfermés associés aux alésages 55 et 56 et les parties adjacentes du plongeur délimitent une première chambre annulaire et une seconde associées aux positions d'dchappe- ment ou de décharge et de non-échappement du plongeur 48 dans l'alésage 40. Une première chambre est délimitee par le diamètre de plongeur et de l'alésage au-dessus du Joint 48c quand celui-ci coopère avec le siège 45. Une seconde chambre est délimitée par le diamètre du plongeur et par l'alésage au-dessus du Joint 48b quand celui-ei coopère avec la portée d'alésage 46 dans la position de décharge ou d'échappement.

Comme on l'expliquera cl-apreS3 plus en détails, le plongeur 48 et-les Joints 48b, 48c coopèrent avec la région d'obturation de l'alésage 46 et le siège du Jont d t échappe ment 45 pour obturer sélective;aent ou ouvrir le volume de tête 68 respectivement dans la première position du plongeur 48 et dans la seconde.

Dans des conditions de non-échappement, la pression du réservoir agit sur les surfaces supérieure et inérieure du piston 69 de la soupape principale en se transmettant a travers l'ouverture 11 de la valve pilote et les orifices ou passages 54, 55, 56 et 57 comme on l'a expose' ci-dessus.

Comme la surface effective 74 de la soupape principale est plus grande que la surface 75 du piston 69 formant lBorgale de fermeture de la soupape principale le piston reste en position de fermeture et il n'y a pas d'échappement pour le réservoir.

La pression de réservoir ou du produit est captée à travers l'entrée 65 de la soupape principale (voir les figu- res 4 et 5). Le réglage de la pression de décharge du premier étage de la valve pilote est déterminé par la force de précontrainte du ressort de compression 30 et des chapes de ressort associées 30a, 30b contenues dans le premier étage de la valve pilote (voir les figures 6 et 7).Quand la pression du produit augmente au-delà du réglage prédéterminé ou de tarage, la force exercée sur le clapet de premier étage par la pression du produit contre la surface effective de la partie initiale de fermeture du premier étage au diamètre 34, établie à travers l'orifice d'entrée 17 du premier étage, le filtre 15, l'orifice ou siège 24 et l'ori- fice d'admission 12, soulève le clapet 18 en ouvrant ainsi l'admission 17 du premier étage et en permettant l'échappe- ment du produit à travers la décharge 22 dans le porte-siège 29 du premier étage et le passage 50 de communication entre le premier étage et le second. La pression du produit agit maintenant sur l'extrémité supérieure 48a de l1ensemble plongeur 42.

Le fonctionnement amélioré du nouveau clapet de premier étage qui est décrit ici résulte de l'utilisation d'éléments de commande de l'écoulement contenus sur l'ensem- ble de clapet 18 et plus particulièrement sur le piston 18c.

Le fonctionnement de cette structure en décharge s'effectue comme suit ; quand, comme indiqué ci-dessus, la pression de réservoir agissant sur la surface associée à la partie de fermeture initiale au diamètre 34 dépasse la force du ressort réglable 30, le piston de clapet 18c, obturant initialement l'ouverture ou orifice d'admission 17 du premier étage à travers.l'intervalle qui s'étend sur la distance 36 et est adJacent à l'extrémité du piston 18c coopérant avec le Joint 17a, commence à se déplacer verticalement vers le haut. A ce moment, comme l'intervalle 38 entre le clapet et le siège est plus grand que l'intervalle 39, l7écoulement du produit à travers les intervalles 38 et 39, après rupture de l'obturation contre le Joint 17a, est contrôlé essentiellement par le passage annulaire 39 ou par la longueur du chevauchement 35. Additionnellement, comme le chevauchement 35, associé à l'intervalle 39, est plus grand que le chevauchement 36, l'intervalle 39 commande le débit du produit maintenant amorcé à travers l'intervalle entre le clapet et le siège par le mouvement du clapet. La commande de débit par l'intervalle 39 et le chevauchement 35 est due à l'augmentation de la résistance à l'écoulement établie par ces éléments.

L'écoulement du produit à travers l'intervalle 38 et la chute de pression résultante à travers l'intervalle 39 produisent une force additionnelle vers le haut due à l'augmentation de la surface du piston de clapet au diamètre 33 de la seconde partie de l'organe de fermeture. La chute de pression additionnelle due à l'intervalle 39 qui commande l'écoulement continue Jusqu' ce que le chevauchement 35 stapproche de zéro en établissant une force vers le haut constamment croissante due à la pression additionnelle agissant sur la surface inférieure de la lèvre de réaction du piston au diamètre 32 qui est au-dessous de la lèvre de réaction 21 comme représenté par la flèche indicatrice de l'écoulement 78.La chambre annulaire 41, définie par la lèvre de réaction 21 et par la seconde section au diamètre 33 de organe de fermeture, assure vue amélioration additionnelle dans l'opération de décharge car l'intervalle 41a entre le bord circonférentiel de lèvrc 21a et la surface annulaire de siège 28a établit une résistance contrôlable à l'écoulement radial du produit en 41a au moment de la levée du clapet. Cette caractéristique permet une meilleure utilisation de la commande d t coulement dans l'organe de fermeture de la soupape.

Dans la forme d'exécution préférée mais non limita- tive décrite ci-dessus, l'intervalle 38 est plus grand que 39 et le chevauchement 35 est plus long que le chevauchement 36.

A la différence des conceptions de soupapes connues, la nouvelle construction proposée établit des forces de soulèvement touJours croissantes sur le clapet pendant la décharge assurant l'opération de levée du clapet sans inversion. Sans la structure EQentionmée ci-dessus, le soulè- vement initial du clapet aboutirait à une baisse rapide de la pression à travers l'intervalle clapet-sibge en provoquant une perte de la force de soulèvement appliquée au clapet 18 et par suite une refermeture ou oscillation de la pièce mobile ou une ouverture partielle avec un frémissement excessif ou une amorce d'écoulement.Dans ces conditions, il serait nécessaire de permettre à la pression du réservoir de s'élever notablement au-desus du réglage de décharge avant que l'instabilité de la soupape soit surmontée pour accomplir l'action complète du clapet et assurer le fonctionnement de la soupape de décharge. Un clapet oscillant ou frémissant aboutit comme on l'a montré à un tarage de soupape de décharge qui n'est pas satisfaisant et à un raccourcissement de la durée de la soupape.

On remarquera que pendant la levée et la course verticale du clapet décrites ci-dessus un écoulement prédé- terminé de produit steffectue constamment à llatmosphère à travers l'intervalle 18a entre la tige de clapet 18b et le guide 20a en s'échappant par des passages 10a dans le bottier 10 et par les fuites dans toute couverture (non représentée > ainsi qu'à travers l'orifice de décharge 22 du clapet. Un nouvel aspect complémentaire du premier étage qui a été décrit est l'obturation complète de l'écoulenent de produit à travers 18a par le Joint 25 et le siège 20 quand le clapet achève son mouvement de décharge comme représenté sur la figure 7.

Comme exposé ci-dessus, le fonctionnement de l'en-seF ble de clapet 42 du second étage est tel que, lors de l'opération de décharge ou de levée de clapet 18 du premier étage à partir d'une position d'appui sur le siège 28 sous la pression de tarage, le plongeur ou organe de fermeture 48 du second étage, sur l'extrémité supérieure duquel s'exerce la pression du réservoir par l'orifice d'admisslon 50, est repoussé Jusqu'd une position où le plongeur 48 du second étage et les Joints 48b ont été déplacés verticalement vers le bas dans lîalésage 40 Jusque ce que ces joints assurent l'obturation contre la région de siège 46 au diamètre inférieur 55 de l'alésage 40 du second étage.Le mouvement du plongeur écarte aussi le Joint 48c du siège 45.

A ce moment (voir la figure 5), le volume de tête 68 de la soupape principale est mis à l'échappement à l'atmos phère à travers les passages 54, 55, l'alésage 40 et la sortie grillagée 13. Quand le plongeur 48 est en position d'échappe ment, l'orifice d'échappement ou le passage 56 est fermé par l'action des Joints 48b agissant contre la portée d'alésage 46, ce qui termine ainsi la communication de fluide entre le réservoir à l'échappement et le volume de tête 68 de la soupape principale par le passage 57. De façon plus importan- te, l'isolement du passage 57 élimine l'écoulement de produit par le tube 64, le tube 6 et l'admission 12 de la valve pilote pendant l'échappement.Comme la suppression de la contre-pression du volume 68 et le fonctionnement du piston de la soupape principale résultent de la mise à l'échappement du volume 68 par le second étage 41, comme on l'a exposé, l'écoulement du produit à travers le premier étage de la valve pilote est limité à de courtes périodes du mouvement du clapet et du plongeur.

La pression de réservoir est maintenant captée par le premier étage de valve pilote et par le second à travers l'orifice de premier étage 12, le tube 6, la prise de pression 63 et le tube 64.

Quand l'échappement à travers 'orifice 13 et l'action de clapet exposée ci-après font baiss la pression au-dessus de 1'organe de fermeture 69 de la sous pue principale et de sa face 74 Jusqu'd une valeur notabie nt moindre que celle de la pression qui s'exerce sur la face inférieure 75, l'organe de fermeture ou piston d'obturation 69 se live en permettant au produit du réservoir de s'échapper par les passages d1écoulement 65, 71 et par l'dvacaAation à l'atmos- phère à travers la sortie 67 (voir la figure 2).

Pendant l'échappement comme indiqué ci-dessus, la pression totale du réservoir ou du conduit mis à l'échappe- ment est maintenant appliquée au tube de Pitot 64 placé dans la soupape principale en 63 et fait communiquèr oette pres sion à travers le tube 6 et l'orifice d'admission 12 de la valve pilote en maintenant ainsi l'ensemble de clapet du second étage 42 à sa position basse ou d'échappement0
Comme on l'a exposé ci-dessus, l'amorçage d'une période d'échappement de la soupape principale a pour effet que le plongeur ou organe de fermeture 48 du second étage interrompt l'écoulement à travers le passage 57 aprbs une très courte durée d'écoulement temporaire de produit. Aussi, le seul écoulement de produit à travers le premier étage sensible à la pression 10 est la quantité nécessaire pour actionner le second étage 41 et mettre en pression le volume au-dessus du second étage comprenant le volume 52 et d'autres volumes associés de façon inhérente à la construction de la combinaison du premier étage et du second. Ce petit volume d'écoulement permet l'utilisation d'un filtre très fin 15 en réduisant ainsi la quantité de particules contaminées ou de matières entrant dans la valve pilote. Une caractéristique de faible écoulement et le filtrage assurent une fiabilité de valve notablement améliorée et le maintien des tarages de pression préalables.

Quand l'écoulement de produit à travers la soupape principale 7 a provoqué un abaissement de la pression de réservoir ou d'enceinte captée par le tube 64 jusqu'd une valéur pour laquelle le ressort 30 du tarage du premier étage de la valve pilote exerce une force suffisante pour le commencement d'un mouvement de descente du clapet 18 de premier étage, le Joint 25 associé au siège d'obturation du clapet de premier étage s'ouvre et permet l'échappement d'une quantité contrôlée à partir de la chambre 23 du clapet de premier étage à travers le passage d'intervalle 18a entre le clapet 18 et le siège 20, comme on l'a exposé ci-dessus,
Jusqu'à l'atmosphère ou la pression ambiante.Cette action règle essentiellement l'abaissement de la pression dans la chambre 23 en commandant la descente du clapet de premier étage car l'échappement augmente en effet la différence de pression qui se présente à travers le clapet 18c et l'ors fice 17. La diminution de la pression du produit ou de la vapeur dans la chambre 52 et les volumes intérieurs associés au-dessus de la surface de plongeur 48a et la diminution semblable de la pression résiduelle de réservoir agissant à travers l'orifice 57 font lever l'ensemble plongeur 48 en ramenant le Joint 48c contre le siège 45.

On remarquera que, sans l'action contrôlée du clapet de premier étage décrite ci-dessus, un mouvement rapide du clapet aurait pour résultat de fermer temporairement l'orifice 17 et de refermer par conséquent ou de faire vibrer le clapet de second étage aboutissant au fonctionnement transitoire destructeur ou au broutement de l'organe 69 de la soupape principale.

Comme on l'a exposé ci-dessus, la pression de fermeture et/ou de rappel est à un large degré commandée par la course de l'ensemble de clapet 16. Cependant, une commande fiable et précise de la pression de rappel dépend aussi de la commande des pressions internes transitoires et des forces aérodynamiques associées au mouvement de clapet
Ainsi, il est essentiel que la conception du clapet et de son siège et à la fois le captage de pression et la fermeture soient intégrés pour assurer un fonctionnement satisfaisant entre d'étroites marges des pressions de décharge et de fermeture.

La descente contrôlée du clapet de premier étage est renforcée par la présence d'une chambre d'amortissement 52 qui fournit le produit de travail pendant le fonctionnement des clapets de premier et second étages pour assurer que les pressions d'échappement au clapet et les pressions transitoires soient cohérentes et prévisibles.

On remarquera que le fonctionnement ci-dessus prévisible et contrôlé du clapet de premier étage s'effectue aussi à la levée quand la chambre d'arortissement 52 permet l'écoulement de produit à travers l'orifice 17 en remplissant la chambre 52 et en's'opposant au broutement ou aux pertur bations mécaniques transitoires dans le fonctionnement rdsul- tant du second étage et de la soupape principale.

La valve pilote qui est décrite ici établit un fonctionnement contrôlé pendant la phase transitoire ou de travail quand le clapet de premier étage et le plongeur de second étage se déplacent de la première position à la seconde correspondant au tarage, à la décharge et à la fermeture par le contrôle des pressions transitoires se présentant dans les volumes associés au premier clapet et au second. Ces pressions sont importantes en établissant un fonctionnement stable pour le clapet de premier étage et le plongeur de second étage.

Si les pressions s'abaissent trop rapidement à la fermeture ou s'élèvent trop rapidement à la levée, le fonctiormement de la soupape présentera un mouvement oscillatoire ou broutement indésirable et dommageable. Cependant, comme on a décrit, par l'utilisation de combinaisons prédéterminées de différentes surfaces de clapets et de volumes associes, l'abaissement de pression s'effectue à une vitesse réduite, ce qui aboutit à un mouvement de descente positif et contrôlé du clapet de premier étage et A un rappel associé du plongeur de second étage.

On décrira mieux le fonctionnement de la valve pilote de modulation en conJonction avec une soupape principale équilibrée par la pression en commençant par la figure 10 avec référence occasionnelle à la figure 11. Comme on l'a représenté, l'ensemble pilote 131 consiste en un corps 133 contenant des éléments intérieurs de passage de filtrage et de réponse à la pression. Une enveloppe 132 est attachée en coopération à la partie supérieure du corps 133 en protégeant la partie supérieure de la valve. A l'intérieur de ladite enveloppe 132 et au-dessus de la partie supérieure dudit corps 133 se trouve un ressort 135 contenu entre les chapes supérieure et inférieure 137 et 137a.Un ensemble 136 de réglage du ressort se compose d'une vis supérieure de réglage ou d'un autre dispositif de mise en position 138, d'un ensemble 134 retenant le régleur de ressort, placé et attaché à l'extrémité supérieure dudit corps par des supports 130.

Le ressort dé réglage 135 est retenu de façon réglable en compression entre lesdites chapes 137 et 137a, la hauteur verticale du ressort et par suite sa force de compression étant modifiée par la rotation de la vis de réglage 138.

Quand on fait tourner la vis 138, la chape supérieure 137 est empêchée de tourner par une broche 129 qui est retenue et fixée entre la chape supérieure de ressort 137 et une partie inférieure de ltensemble 134 supportant le régleur.

Sur la chape inférieure de ressort 137au un ensemble d'adaptation 139 du ressort à un diaphragme applique les forces de compression de-l'extrémit8 inférieure du ressort 135 au diaphragme 141 répondant à la pression par l'intermédiaire d'un plateau de diaphragme 140. Le diaphragme est retenu à sa périphérie et de façon étanche entre la partie supérieure du corps 133 et une butée supérieure 140a. Le plateau de diaphragme 140 est fixé au diaphragme 141 et subit ainsi un mouvement vertical car la pression interne du volume 141 a influençant le diaphragme engendre des forces en opposition à celle exercée par le ressort 135.

Un intervalle annulaire entre la butée supérieure de diaphragme 140a et le plateau de diaphragme 140 ménage le
Jeu pour un mouvement vertical du diaphragme et établit une limite de course si des pressions supérieures à celles escomptées se présentent. Un espace annulaire additionnel 140b est établi au voisinage de l'interface plateau d'adaptation/butée supérieure 140a /diaphragme 141 en établissant l'intervalle de fonctionnement nécessaire et contient de plus une bague circulaire 140c de retenue du diaphragme.

La bague 140c est d'une grande importance pour le fonctionnement par suite du fait que l'intervalle annulaire entre le plateau de diaphragme 140 et la butée supérieure 140a à l'interface du diaphragme, se prolongeant par l'inter- valle 140b,a pour effet d'établir une zone de diaphragme périphérique annulaire non supportée indiqué en 140d.

Dans le cas où une quantité notable de produit en surpression est admis au volume d'actionnement 141 a, la course verticale du plateau de diaphragme 140 est limitée par la butée supérieure 140a mais la rupture du diaphragme sur la zone de diaphragme non supportée 140d peut se présentera
Dans l'éventualité d'une surpression suffisante pour rompre ou endommager le diaphragme, l'anneau de retenue 140c établit un Joint secondaire à ltinterface horizontale supérieure du plateau de diaphragme 140 et de la butée supérieure comme représenté en 140e.

La bague 140c utilise une matière déformable qui sous les pressions exercées constituera un Joint semi-pemments
Dans ces conditions, une quantité minimale de produit s'échap- pera à travers la zone rompue et pendant une durée limitée la soupape continuera à fonctionner0 L'utilisation de ce Joint secondaire constitue ainsi un perfectionnement notable sur les soupapes connues dans des situations soumettant la soupape à une pression du produit excessive inattendue.

Le plateau de diaphragme 140 est fixé de façon étanche à un prolongement vertical 142a. Les forces de diaphragme aboutissant au déplacement du plateau 140 sont ainsi transmises et produisent un mouvement identique du clapet 142. Un passage 143 établit une communication de produit et de pression - entre le volume supérieur de clapet 142b et le siège inférieur de clapet ou l'orifice 150. Le clapet 142, quand il est actionné par des forces sur le diaphragme 141, se déplace en va-et-vient dans une chambre à clapet 142c ayant des passages d'interconnexion, c'est-à-dire le passage d'évacuation 151 et le siège inférieur mentionné ci-dessus ou passage 150.Le volume 142c communique de plus avec l'orifice d'échappement pilote 148 par l'orifice de sortie 147 et le passage 147a. Le volume 142c communique aussi avec le volume de tête 61 de la soupape principale par le siège ou l'orifice 150 et le passage d'interconnexion 150a, le passage 149 d'évacuation et d'alimentation de la tête et le tube d'interconnexion lia. Le volume de diaphragme d'actionnement 141a est en communication de pression et d'écoulement avec un orifice de siège de clapet 150 par l'intermédiaire de l'étranglement de commande de débit 165, la cavité à filtre 156 et les passages 159 et 160. L'élément de commande du débit est réglable manuellement à partir de l'extérieur de la soupape par un ensemble de réglage 144, comme indiqué sur les figures 12 et 11.On remarquera que, dans la forme d'exécution décrite, l'étranglement du débit est calibré pour une corrélation facile avec le fonctionnement de la soupape.

Le volume d'actionnement du diaphragme ou chambre 141a et le siège ou l'orifice de clapet inférieur 150 sont disposés en communication de pression et d'écoulement avec l'ori- fice d'essai 152 par l'intermédiaire de la cavité à filtres 156 les filtres 157, les passages 159 et 160 dans le corps 133 et 1'ensemble sélecteur à bille 154a. L'ensemble 154a comprend un organe obturateur ou bille 154 coopérant avec un siège d'admission d'essai 155 et un siège de sortie de pression du réservoir 158. Le siège de sortie de la pression du réservoir est en communication avec la pression du produit ou du réservoir par le passage 153 et le tube 6 et par un tube pilote 64.Un filtre 157 agit comme guide pour les courses de déplacement de ltobturateur 154, tout en filtrant la vapeur du produit qui s'écoule par le tube 6 et le passage ou siège 158 du sélecteur avant l'entrée dans les parties répondant à la pression de l'ensemble pilote.

En fonctionnement, dans des conditions normales, quand la pression du produit dépasse la pression atmosphérique, la bille 154 est repoussée en contact d'étanchéité avec le siège 155 d'admission du passage d'entrée pour l'essai.

Si pendant un fonctionnement normal, c'est-à-dire sans. échappement, la pression du produit étant au-dessous du réglage de la valve pilote assuré par le ressort 135, un essai de ce réglage devient nécessaire, un gaz d'essai est introduit par orifice d'essai 152.

Quand la pression du gaz d'essai égalise ou dépasse la pression existante du produit, la bille obturatrice 154 se déplace en venant en contact avec l'orifice 158 en permettant au gaz ou à la vapeur d'essai de passer à travers le filtre 157 et le passage 159 en appliquant la pression augmentée à la chambre sensible 141a. La bille étant dans cette position, la pression du réservoir est encore reliée à partir du tube 6 par le passage 160, la commande de débit 165 Jusqu'au volume de tête 68 de la soupape principale et au clapet 142.

L'essai au gaz est dono utilisé seulement pour appliquer la pression au diaphragme 141 al in dractionner la valve pilote. Cela ne nécessitera que la petite quantité de gaz nécessaire pour élever la pression d os la cavité à filtre 156, le passage 159 et le volume d'actionnement 141a du diaphragme depuis la pression du réservoir Jusqu'au point de réglage ou légèrement au-dessus. Tout le reste de l'coulez ment de gaz nécessaire pour actionner la valve pilote et la soupape principale pendant l'essai est fourni par le réservoir
En référence encore aux figures 10 et 11, le fonctionnement détaillé de la valve pilote s'effectue comme expose.

ci-après. La pression du produit étant au-dessous d'un réglage prédéterminé, produit par les forces de compression sur le ressort 135, le clapet 142 est en contact étanche avec le Joint 145 du siège de clapet. On remarquera que le clapet est aussi en contact d'étanchéité avec son logement par les
Joints 145a et 145b. Quand la pression du produit dans le volume d'actionnement du diaphragme ou la chambre 141a égalise ou dépasse celle nécessaire pour produire en 140d une force sous le diaphragme suffisante pour surmonter la force antagoniste produite par la compression du ressort 135, un mouvement vertical du clapet 142 est amorcé. Quand le clapet 142 se déplace verticalement, le contact étanche avec le Joint clapet/siège 145 est rompu, ce qui a pour effet de produire un écoulement à travers l'étranglement réglable 165, le siège de clapet. 150 et le volume de clapet 142c à travers le passage ou orifice de décharge 147.

Par suite de la chute de pression produite par la commande de débit 165, la chambre de tête de la soupape principale, qui est maintenant à une pression supérieure à celle établie au passage 150, se met à l'échappement par les passages 147, 147a et 148. Cette action est en contraste distinct avec la variante décrite ci-dessus, c'est-à-dire une valve pilote fonctionnant instantanément car les forces sur le clapet 142 sont équilibrées à un degré prédéterminé par ltorifice 143, l'équilibre de force prédéterminé sur lequel le clapet 142 établit son mouvement vertical étant essentiellement stable et maintenu en un point déterminé par la pression du réservoir au-delà d'une valeur prédéterminée ou préréglée.

L'équilibre de pression partiel prédéterminé du clapet 142 s'obtint par l'utilisation de zones de pressions différentes sur les faces supérieure et inférieure respectivement du clapet 142. Comme décrit, le volume 142b adJacent à la face supérieure de piston est de surface moindre quelaface inférieure de piston associée au siège 150 et au Joint 145.

Comme le passage 143 assure une pression de produit égale dans la chambre 142b et le passage d'admission ou siège 150, une force résultante vers le haut s'exerce sur la tige de clapet 142a.

Quand l'action de décharge de la soupape s'effectue, comme exposé ci-dessus, le débit du produit à travers 165 aboutit à une baisse de pression au-dessous du piston 142, tandis que la pression du produit dans la chambre 141a reste à la valeur de décharge initiale. Par suite de l'équilibre de force extrêmement délicat existant pendant le mouvement du clapet 142 la baisse de pression mentionnée ci-dessus diminue les forces agissant sur la face inférieure du clapet 142 en tendant à refermer la valve. Cette tendance à la refermeture assure une stabilité augmentée de la valve pilote.

Dans la forme d'exécution décrite, 1'ensemble de commande du débit 165 est contenu dans une cavité 168 délimitée par le corps de valve 133. La cavité 168 communique avec la vapeur du produit par l'intermédiaire de la cavité à filtre 156 et du passage d'interconnexion 160. La cavité 168 communique en outre avec le siège du clapet pilote 150 en établissant la communication de pression et d'écoulement entre la source du produit et le volume de tête 68 de la valve principale par le passage 61.

Au centre de la cavité de commande d'écoulement 168 se trouve l'organe obturateur 166. L'organe obturateur 166 est fixé de manière réglable au corps 133 de façon à permettre son mouvement transversal à l'intérieur de la cavité 168.

En coopération avec l'extrémité intérieure 169 de l'obtura- teur 166 se trouve un siège de commande de l'écoulement, délimitant un orifice réglable 170.

Si le passage 165 est réglé pour un petit orifice ou un fort étranglement, les baisses de la pression initiale lors de la levée d'ouverture seront fortes et le mouvement de valve sera relativement plus rapiats, Avec un faible étranglement ou sans étranglement, on aboutit à de faibles différences de pression à travers i'tranglement 165 et la vitesse de la valve et sa course seront notablement réduites.

Une caractéristique additionnelle et essentielle de la soupape décrite se trouve dans le rapport des diamètres du clapet 142 et de la tige de clapet 142a. L'utilisation d'un clapet 142 de diamètre relativement grand aboutit a un orifice de siège ou de décharge 150 proportionnelîsment plus grand établissant un volume de décharge ou gain notahDlement augmenté pour chaque unité de course verticale de clâpet0
Aussi, la capacité de la soupape principale associé, comme on le décrira ci-après par unité de pression du produit audessus d'une valeur prédéterminée est notablement plus grande.Cela est montré sur la figure 14 annexée montrant la décharge de la soupape principale en fonction de l'excès de pression au-delà de la valeur de réglage de la valve pilote.

Pour continuer avec le fonctionnement de la valve pilote 131, la course verticale du clapet 142 et l'é- chappement qui en résulte par l'orifice d'échappement 148 permet l'échappement du volume de tête 68 de la soupape principale, interconnecté avec la valve pilote par le passage 149 et, comme indiqué ci-dessus, la sortie finale à. travers le passage d'évent 148 de la valve pilote. A ce moment, la pression exercée sur le piston 69 de la soupape principale est donc diminuée à partir de sa valeur primitive ou d'obturation pour laquelle le piston 69 empochait effectivement l'écoulement à travers l'orifice 65 et la sortie 147.Cet abaissement de la pression provoque le mouvement vertical de l'obturateur ou piston 69 de la soupape principale en l'écartant de ses joints par suite du déséquilibre des pressions appliquées à l'obturateur 69 de la soupape principale. Cependant, encore en contraste distinctif avec la valve pilote à fonctionnement instantané, l'équilibre des forces sur l'obturateur 69, dû à l'écoulement du produit à travers l'orifice 71 de la soupape principale et l1abaisse- ment de la pression dans la chambre -68 a pour effet de remettre en position l'obturateur 69 en permettant à travers la sortie 147 un débit d'écoulement du produit déterminé par l'excès de pression du produit.

Dans ces conditions, si la pression du produit continue à augmenter, le repositionnement de l'obturateur de la soupape- principale s'effectue par suite de l'augmentation de la course du clapet 142 et de la continuation de la diminution de pression au-dessus de l'obturateur 69 de la soupape principale Jusqu'à ce que se présente l'échappement maximal comme on 1 'a montré sur la figure 16 à une décharge de 100 ,'.

Dans l'alternative selon laquelle la pression du produit due à l'échappement initial diminue, le mouvement inverse du piston de soupape principale formant l'obturateur 69 s'effectue en diminuant la pression du produit s'échappant par 67 jusqu'8 ce que le point de réglage initial soit atteint, ce qui interrompt l'échappement. Les spécialistes reconnaitront que ce procédé "proportionnel" de fonctionnement d'une soupape de décharge de pression aboutit à une diminution notable de la pression du produit à l'échappement en protégeant ainsi la structure mise à ltëchappement contre une détérioration physique et en même temps en obtenant les résultats avantageux d'une perte minimale de produit.

Comme indiqué précédemment, la constitution de clapet décrite établit un orifice d'échappement de grand.diametre et utilise en même temps une section d'obturation de diamètre relativement faible. Cela est montré par la comparaison des diamètres du clapet 142 et de ses Joints associés 145a et 145 avec le diamètre de la tige de clapet 142a et de son
Joint associé 145b. Cette construction aboutit ainsi saune diminution du frottement d'étanchéité et de l'hystérésis ou du retard au déplacement comme les spécialistes des commandes le reconnattront. Ces spécialistes des commandes reconnattront en outre que les diminutions du retard sont hautement avantageuses par suite du délicat équilibre de forces entre les forces engendrées par la pression du produit dans la chambre de clapet 142c et contre le diaphragme 141, et les forces antagonistes établies par le ressort 135. C'est un avantage d'importance cruciale pour une valve pilote modu- lante du type décrit par suite du fait que la course du clapet maximale est de l'ordre de 1,2 mm, l'intervalle complet de modulation étant de l'ordre de 0fiX5 mm.L'abaissement du frottement et du retard de ÎonctiosBnement avec la construction de clapet stabilisé à la prson qui a été mentions née ci-dessus produit une combinaison de valve pilote et de soupape principale ayant des caractdristiques notablement améliorées et hautement reproductibles qu'on ne rencontre pas dans les soupapes connues.

Une caractéristique de la valve pilote à fonctionne- ment instantané (voir la figure 1) est l'incorporation d'un sélecteur à bille 16 placé entre le passage 12 d'entrée sous pression puis le passage intermédiaire 24 et le passage d'admission d'essai 14. Le sélecteur à bille est contenu dans un filtre de premier étage 15 établissant un guide pour un mouvement horizontal de la bille entre les passages 24 et un siège d'orifice 14a formé par le passage d'admission 14.

L'essai s'accomplit par l'alimentation en air ou en un autre fluide à une pression connue par le passage d'essai 14. Quand la pression de vapeur du produit du reservoir est supérieure à celle du fluide d'essai et au-dessous du réglage de premier étage ou réglage de décharge, l'action de la bille i6 dans l'orifice d'entrée i4 ferme la communication d'essai en obturant le siège 14a . Lors de l'applica- tion d'un gaz d'essai, quand la pression d'essai appliquée atteint une valeur supérieure à la pression du réservoir établie par le passage 12 et le tube 6, la bille 16 se déplace transversalement à l'intérieur du filtre 15 pour fermer le passage 24 en isolant ainsi le produit contenu dans le réservoir.Une nouvelle augmentation de la pression du fluide d'essai entrainera le fonctionnement de la valve pilote et de la soupape principale sans élévation de la pression du réservoir Jusqu'à sa valeur de décharge.

Lors de l'abaissement de la pression d'essai, la bille 16 réagissant à la pression par l'admission 12 et le passage 24 se déplace à nouveau en empêchant I'échappement intempestif d'un volume du produit lors de l'enlèvement du dispositif d'essai du passage 14.

Comme le comprendront les spécialistes, le sélecteur à bille fournit un procédé commode - pour l'essai du fonctionnement de la soupape de décharge et du point de réglage sans nécessiter une augmentation de la pression dans le réservoir. Cela diminue beaucoup le volume de gaz d'essai nécessaire puisqu'on n'utilise qu'un volume suffisant pour activer la valve pilote, la soupape principale étant actionnée par le produit du réservoir.

Le fonctionnement de la soupape principale quand on l'utilise avec la valve pilote instantanée ou à fonctionnement brusque décrite en référence aux figures 1 à 7 peut être empêché par l'utilisation d'un disque plein à la placede la grille 28', ce qui obture l'échappement 13 de second étage. Le disque étant en place, l'application de la pression d'essai à l'orifice 14, comme décrit ci-dessus, isole ce réservoir de toute la valve pilote et la continuation de l'alimentation en fluide d'essai ou produit d'essai amené à travers l'orifice 14 assure le fonctionnement du premier étage sans le fonctionnement de la grande soupape principale 7. On comprendra que cela permet l'essai de la valve pilote sans perte de produit à travers la soupape principale.

En référence maintenant aux figures 4 et 5 et en référence en particulier aux figures 8 et 9, on a représenté un adapteur ou amortisseur de débit indiqué de façon générale en 100. Sur la figure 4, la combinaison de valve pilote et de soupape principale comportant l'amortisseur 100 est représentée en état statique de non-écoulement. Dans ces conditions, les billes ou sphères de commande 116 seront comme indiqué sur la figure 1, c'est-à-dire qu'elles reposeront à l'extrémité inférieure du conduit central 106.Sur la figure 5, l'ensemble mentionné ci-dessus est représenté en position d'écoulement ou d'échappement dans laquelle les billes ou sphères 116 de commande de l'écoulement occupent une position telle que la bille la plus haute bute et soit retenue par une broche de maintien 115, placée à travers le conduit central 106 à son extrémité supérieure, c'est-à- dire à son ouverture 110. Les billes 116 de commande de l'écoulement sont ainsi retenues dans le canal 106 par une partie du ressort 120à son extrémité inférieure et par la broche 115 à son extrémité supérieure. L'écoulement du produit à travers le canal central entraîne le déplacement des billes 116 à l'intérieur du conduit selon un mouvement limité par les pièces mentionnées ci-dessus 115 et 120.

Comme représenté (voir les figures 4 et 5) l'adapteur d'écoulement 100 est placé entre la ulve pilote 5 à deux étages, actionnée par la pression, et le volume de tête 68 du piston équilibré 69 de la soupape principale 7 cette position, l'adapteur 100 wOnCtioSe pour commander l'action du piston 69 de la soupape principale en tendant à diminuer le débit de fluide à la fois vers le voltue de tête 68 de la soupape principale et en provenance de ce volume quand le fluide s'écoule à travers le passage 61 de la tête de la soupape principale.

Avec l'adapteur 100 en place, le broutement typiquement rencontré dans les soupapes connues est empêché. Un tel broutement se présente le plus souvent dans les soupapes connues quand le piston 69 de la soupape principale ferme celle-ci et il y a lieu de penser qu'il est dû à des variations transitoires de pression se présentant à l'entrée 65 de la soupape principale. Ces variations de pression se propagent à travers le tube de raccordement 6 en recyclant les éléments sensibles à la pression de la combinaison de la valve pilote et de la soupape principale. Le mouvement rapide de ces éléments produit de nouvelles variations de pression, c'est-à-dire des pulsations qui aboutissent à des forces mécaniques supplémentaires sur les faces sous pression et à un broutement résultant de la soupape.

Comme représenté au mieux sur les figures 8 et 9, l'adapteur 100 comprend une douille d'amortissement 104 qui est de configuration tubulaire avec un conduit central 106 comprenant un premier orifice 108 et un second 110.

Le second orifice 110 est étranglé aux emplacements 112 et 114 par un axe transversal ou un organe 115 de retenue des billes logé dans l'extrémité supérieure de la douille 104 au voisinage du second orifice 110. L'ouverture restante entre le diamètre intérieur de conduit central et l'axe est plus petite que le diamètre de chacune des billes 116 montées à l'intérieur du conduit central 106, ce qui retient lesdites billes à 1 'extrémitd supérieure du conduit 106.

Comme représenté dans l'exemple d'exécution préférée, sept billes 116 sont placées dans le conduit 106 ; cependant ce nombre de billes peut varier selon le débit qu'il y a lieu d'étrangler à travers le conduit central 106. Comme un spécialiste pourra le comprendre, les billes 116 délimitent une zone d'écoulement annulaire qui ne peut pas être restreinte ou engorgée par une seule particule de poussière.

Les billes 116 sont d'un diamètre plus petit que le diamètre du conduit central 106 et sont libres de se déplacer quelque peu à l'intérieur de ce conduit 106. Cette liberté de mouvement des billes 116 a pour effet de rendre l'adapteur 100 auto-nettoyant par le fait que le mouvement des billes 116 agit pour nettoyer l'espace ouvert annulaire entre les billes 116 et le conduit 106 en le débarrassant de débris et de toute autre matière qui pourraient avoir tendance à sty rassembler.

L'adapteur 100 est maintenu en place par un ressort conique 118 qui présente une extrémité 120 chevauchant l'orifice 108 en empêchant les billes 116 de tomber à travers l'orifice 108. Le ressort 118 maintient aussi l'adapteur 100 contre l'ouverture 102 par contact avec l'extrémité -de la-douille 104 adjacente à l'orifice 110.

Ainsi, il apparait qu'on a établi selon l'invention une soupape de décharge actionnée par valve pilote utilisant une valve pilote à deux étages non traversée par l'échappement qui remplit les buts et fonctions exposés en présentant les avantages indiqués. Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à une configuration spécifique et à des modifications, les spécialistes comprennent à la lumière de l'exposé qui précède qu'on peut prévoir des variantes sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications annexées.

Claims (4)

R E V E N D I C A T I O N S.

1. Valve pilote perfectionnée pour régler le débit de décharge de la pression d'un produit à travers une soupape de décharge proportionnellement à la surpression du produit au-delà d'une valeur prédéterminée, caractérisée par la combinaison des éléments ci-après

- un corps de valve (133)

- un clapet (142) de forme générale cylindrique ayant des extrémités supérieure et inférieure et une tige (142a) s'étendant à partir de ladit extrémité supérieure, la dite extrémité inférieures présen5-int une surface de pression effective plus grande que ' -dite extrémité supérieure

- un siège (150) dans ladite cavité contre ladite extrémité inférieure de clapet

- une cavité, dans ledit corps pour contenir avec étanchéité ledit clapet

- un moyen de montage dudit clapet dms ladite cavité pour sa mise en position par mouvement de va-et-vient dans cette cavité, de façon que le débit du produit à travers ledit siège (150) soit réglé proportiormellement par la position du clapet

- un moyen répondant à la pression du produit destiné à mettre en position ledit clapet entre des limites prédéterminées pour des pressions dépassant une valeur de décharge prédéterminée

- un orifice (149) présenté par ledit corps et en communication avec ledit siège et avec le volume de tête de la soupape principale

- un étrangleur de débit (165) en communication avec ledit orifice (149) et entre ledit orifice intermédiaire et la source de la pression du produit pour diminuer la pression dans ledit orifice pendant l'opération de décharge

- un passage d'échappement (147) dans ladite cavité à distance dudit siège établissant un écoulement du produit à travers ledit siège pour des positions de clapet au-dessus de ladite valeur de décharge prédéterminée

- une chambre (142b) au-dessus de ladite extrémité supérieure du clapet

- un passage (143) dans ledit clapet faisant communiquer ladite chambre (142b) et le siège (15o) pour égaliser la pression de produit

la combinaison ci-dessus permettant que des pressions égales sur les dites extrémités supérieure et inférieure du clapet créent une force résultante ascendante exercée sur ledit clapet pendant l'opération de décharge.

2. Valve pilote pour l'actionnement d'une soupape principale afin de décharger la pression du produit proportionnellement à l'excès de pression, du type utilisant un échappement de produit contenu et un étrangleur de débit pour mettre en position le piston de la soupape principale équilibrée, caractérisé par la combinaison des éléments ci-après

- un corps de valve (133)

- un clapet (142) sensible à la pression dans ledit corps pour s'y déplacer en va-et-vient comprenant

- une extrémité supérieure prolongée par une tige (142a) de diamètre plus.petit délimitant une chambre de pression annulaire (142b)

- des moyens d'étanchéité auxdites extrémités

- une extrémité inférieure délimitant une surface effective sous pression supérieure à celle de ladite chambre annulaire

- un passage (143) dans ledit clapet faisant communiquer lesdites surfaces pour égaliser les pressions supérieure et inférieure

- un moyen (140) répondant à la pression du produit et destiné à mettre en position ledit clapet pendant l'opération de décharge

- un moyen à siège dans ledit corps coopérant avec ledit clapet pour régler la pression du volume de tête de la soupape principale

- un moyen (165) restreignant le débit entre ladite extrémité inférieure de clapet et la source de pression du produit pour diminuer la pression au voisinage de la face inférieure dudit clapet pendant l'opération de décharge

la combinaison ci-dessus permettant que les pressions équilibrées du produit agissant sur ledit clapet établissent une force résultante ascendante en améliorant la stabilité de la soupape.

30 Clapet pilote selon la revendication 29 dans lequel le Joint de clapet comprend

- un Joint (145b) pour tige à mouvement de vaet- vient présentant une première circonférence et une première force de frottement de Joint

- un Joint (145a) de clapet a deplacement de va-etvient présentant une seconde circonférence et une seconde force de frottement de Joint.

4. Valve pilote selon la revendication 3, dans laquelle ledit moyen à siège comprend un siège de clapet ayant un diamètre d'écoulement effectif plus grand que le diamètre de Joint de ladite tige, ledit siège de clapet t le Joint de tige établissant une plots grande sensibilité de la valve pilote à des surpressions sans augDIentation correspondante du frottement du Joint.

5. Valve pilote selon la revendication 2, comprenant de plus un organe d'obturation par bille qui divise le circuit d'écoulement intérieur de façon à ne nécessiter du gaz d'essai que pour mettre en pression un petit volume associé au diaphragme en ménageant ainsi le gaz d'essai.