FR2549166A1

FR2549166A1 - VALVE ARRANGEMENT FOR LIMITING PRESSURE IN A PRESSURIZED SYSTEM

Info

Publication number: FR2549166A1
Application number: FR8409898A
Authority: FR
Inventors: Ludwig Budecker; Juergen Schonlau
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1984-06-22
Publication date: 1985-01-18
Also published as: IT1196166B; JPS6014671A; IT8421587A0; DE3322771A1; GB2142123A; SE8403089D0; SE8403089L; GB8415690D0

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN AGENCEMENT DE VALVE 5 POUR LIMITER LA PRESSION DANS UN SYSTEME A PRESSION PREDETERMINEE. LA PRESSION DU SYSTEME EST APPLIQUEE A UN ORGANE OBTURATEUR 14 ELASTIQUEMENT CONTRAINT CONTRE UN SIEGE DE VALVE 13 ET QUI SE SOULEVE DU SIEGE DE VALVE 13 A UNE PRESSION PREDETERMINEE OUVRANT D'ECOULEMENT VERS UN POINT DE DECHARGE 24. LA VALVE 13, 14 OUVERTE, UNE FORCE ADDITIONNELLE D'OUVERTURE EST ENGENDREE PAR LE FAIT QUE L'ORGANE OBTURATEUR EST DISPOSE DANS LE TRAJET DU FLUIDE VERS LE POINT DE DECHARGE DE MANIERE A CAUSER UN ETRANGLEMENT DU FLUIDE EFFLUENT.THE INVENTION RELATES TO A VALVE ARRANGEMENT FOR LIMITING THE PRESSURE IN A PREDETERMINED PRESSURE SYSTEM. THE SYSTEM PRESSURE IS APPLIED TO AN ELASTICALLY STRESSED CLOSURE 14 AGAINST A VALVE SEAT 13 AND WHICH IS RAISED FROM THE VALVE SEAT 13 AT A PREDETERMINED PRESSURE OPENING FLOW TO A DISCHARGE POINT 24. THE VALVE 13, 14 OPEN, AN ADDITIONAL OPENING FORCE IS GENERATED BY THE FACT THAT THE CLOSURE BODY IS ARRANGED IN THE FLUID PATH TO THE DISCHARGE POINT SO AS TO CAUSE A THRANGEMENT OF THE EFFLUENT FLUID.

Description

L'invention concerne un agencement de valve pour limiter la pression dansThe invention relates to a valve arrangement for limiting the pressure in

un système sous pression, agencement dans lequel un organe obturateur exposé à la pression du système est élastiquement précontraint contre un siège de valve dont il est décollé pour une valeur prédéterminée de la pression, ce qui a alors pour effet de libérer un trajet d'écoulement vers un point de décharge, et a pressurized system, wherein a shutter member exposed to system pressure is resiliently prestressed against a valve seat from which it is peeled off for a predetermined value of pressure, thereby freeing a flow path towards a discharge point, and

dans lequel sont prévus des moyens qui, lorsque la valve est ouverte, exercent sur l'organe obturateur une force d'ouverture supplémentaire. in which means are provided which, when the valve is open, exert on the shutter member an additional opening force.

Un agencement de valve ayant les caractéristiques pré10 citées est connu par le brevet américain n 4 046 163 Dans cet agencement de valve connu, l'organe obturateur est formé sur un corps-soupape sensiblement cylindrique qui est lui-même guidé dans un alésage cylindrique d'un carter I Un ressort de compression applique au corps-soupape une force précontraignant l'organe obturateur 15 contre un siège de valve Lorsque la pression du système à surveiller excède une valeur prédéterminée, la force agissant sur l'organe obturateur est alors suffisamment importante pour soulever l'organe obturateur du siège de valve contre la force du ressort de compression, dans le sens de l'ouverture, de sorte qu'un passage 20 est libéré à l'intérieur de l'agencement de valve, ce qui établit une communication entre le système sous pression et un point de décharge Lorsque le passage de valve est ouvert, du fluide de pression sort du système sous pression pour aller au point de décharge, une pression de fluide s'établissant en aval du passage de valve de l'agencement, ce qui déplace un élément d'étranglement dans le sens de l'ouverture de ce passage de valve et crée ainsi une force supplémentaire exercée, dans le sens de l'ouverture du passage de valve, sur l'organe obturateur Il en résulte que la pression régnant dans le système pressurisé peut descendre en-dessous 30 de la pression d'ouverture du passage de valve avant que ce passage A valve arrangement having the aforementioned characteristics is known from US Pat. No. 4,046,163. In this known valve arrangement, the shutter member is formed on a substantially cylindrical valve body which is itself guided in a cylindrical bore. A casing I A compression spring applies to the valve body a force precuring the shutter member against a valve seat When the pressure of the system to be monitored exceeds a predetermined value, the force acting on the shutter member is then sufficiently large. for lifting the shutter member of the valve seat against the force of the compression spring, in the opening direction, so that a passage 20 is released within the valve arrangement, thereby establishing a communication between the pressurized system and a discharge point When the valve passage is open, pressure fluid exits the pressurized system to reach the pressure point. arge, a fluid pressure being established downstream of the valve passage of the arrangement, which moves a throttling element in the opening direction of this valve passage and thereby creates an additional force exerted, in the As a result, the pressure in the pressurized system can go below the opening pressure of the valve passage before this passage.

de l'agencement de valve revienne à une position de fermeture. of the valve arrangement returns to a closed position.

L'agencement de valve connu présente dans l'ensemble The known valve arrangement presents in the assembly

l'inconvénient d'être relativement compliqué, ce qui est dû notamment à la nécessité de prévoir des moyens particuliers pour renfor35 cer la force d'ouverture du passage de valve. the disadvantage of being relatively complicated, which is due in particular to the need to provide special means to strengthen the opening force of the valve passage.

La présente invention a pour but de réduire notablement la The present invention aims to significantly reduce the

complexité d'un agencement de valve du genre mentionné au début. complexity of a valve arrangement of the kind mentioned at the beginning.

Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'organe obturateur est agencé sur le trajet d'écoulement allant au point 5 de décharge de manière qu'il y ait un étranglement du fluide effluent. According to the invention, this object is achieved by the fact that the shutter member is arranged on the flow path to the point of discharge so that there is a constriction of the effluent fluid.

L'action d'étranglement fournie par l'organe obturateur sur le trajet d'écoulement vers le point de décharge provoque ainsi la naissance, sur l'organe obturateur, d'une force de pression qui agit, en supplément, dans le sens de l'ouverture du passage de valve de l'agencement. 10 Ainsi, la pression que le système doit avoir pour ouvrir le passage de valve est plus élevée que la pression maintenant l'agencement de valve à une position d'ouverture Un tel mode de fonctionnement est particulièrement avantageux dans le cas des systèmes sous pression dans lesquels la pression est fournie par une pompe de fluide Comme 15 on le sait, les pompes pour fluide de pression fournissent une pression qui "pulse" en fonction de leur vitesse de fonctionnement La The throttling action provided by the shutter member on the flow path towards the discharge point thus causes the birth, on the shutter member, of a pressing force which acts, in addition, in the direction of the opening of the valve passage of the arrangement. Thus, the pressure that the system must have to open the valve passage is higher than the pressure maintaining the valve arrangement at an open position. Such a mode of operation is particularly advantageous in the case of pressurized systems. The pressure is supplied by a fluid pump. As is known, pressure fluid pumps provide a pressure that "pulses" according to their operating speed.

pression à la sortie de la pompe fluctue donc entre deux limites. pressure at the pump outlet fluctuates between two limits.

Ceci étant, l'agencement de valve est dimensionné de façon que sa pression d'ouverture soit atteinte pour une "crête" de la pres20 sion de la pompe La pulsation du courant de fluide de pression a pour effet que la pression du côté refoulement de la pompe chute d'une certaine valeur, inférieure à la pression d'ouverture de l'agencement de valve Toutefois, du fait de l'effet d'étranglement fourni par l'organe obturateur, l'agencement de valve est maintenu à une position 25 d'ouverture Il en résulte que l'agencement de valve est manoeuvré moins souvent, de sorte que l'on obtient d'une part une réduction du bruit et, d'autre part, une diminution de l'usure En outre, la pression contre laquelle la pompe doit refouler est globalement plus faible, de sorte que l'énergie consommée par l'entraînement de 30 la pompe est réduite ainsi que l'échauffement de cette pompe et de That being so, the valve arrangement is dimensioned such that its opening pressure is reached for a "peak" of the pump pres- sure. The pulsation of the pressure medium stream causes the pressure on the discharge side of the pump to rise. the pump drops a certain value, lower than the opening pressure of the valve arrangement However, because of the throttling effect provided by the shutter member, the valve arrangement is maintained at a position As a result, the valve arrangement is operated less frequently, so that on the one hand there is a reduction in noise and, on the other hand, a reduction in wear. The pressure against which the pump must pump is generally lower, so that the energy consumed by the drive of the pump is reduced as well as the heating of this pump and

son entraînement.his training.

Dans une forme de réalisation avantageuse de l'objet de l'invention, il est prévu d'utiliser, en tant qu'organe obturateur, l'extrémité d'une tige sensiblement cylindrique guidée avec un faible 35 jeu radial dans un alésage d'un carter Cette tige constitue donc, avec la paroi de l'alésage de carter, un interstice d'étranglement par lequel le fluide sous pression s'écoulant vers le point de décharge est étranglé de sorte qu'une force supplémentaire est exercée In an advantageous embodiment of the subject of the invention, it is intended to use, as a shutter member, the end of a substantially cylindrical rod guided with a small radial clearance in a bore of This stem thus constitutes, with the wall of the housing bore, a throttling gap through which the pressurized fluid flowing towards the discharge point is throttled so that additional force is exerted.

sur la tige, dans le sens de l'ouverture du passage de valve, le résul5 tat étant que la pression d'ouverture de l'agencement de valve est plus grande que la pression de maintien en condition d'ouverture. on the rod, in the direction of the opening of the valve passage, the result being that the opening pressure of the valve arrangement is greater than the holding pressure in the open condition.

Il est en outre avantageux et particulièrement simple d'utiliser, en tant qu'organe obturateur, une bille recevant de l'extrémité de la tige, une force exercée vers le siège de valve Avec une telle configuration, on peut se dispenser de fabriquer la tige avec une grande précision pour ce qui est de son diamètre Comme organe obturateur, on utilise une bille, pièce normalisée peu onéreuse, qui établit un interstice de décharge Dans un développement avantageux de objet de l'invention, il est prévu que le bout de la tige situé en 15 regard de la bille est muni d'une dépression sensiblement conique, de sorte que la bille est guidée dans une position définie par rapport à la paroi de l'alésage de carter En outre, la dépression conique dans l'extrémité de la tige met la bille à une position définie par It is furthermore advantageous and particularly simple to use, as a shutter member, a ball receiving from the end of the rod, a force exerted towards the valve seat With such a configuration, it is dispensable to manufacture the With a high precision in terms of its diameter, a shutter member is used which uses a ball which is a low-cost standard part and which establishes a discharge gap. In an advantageous development of the subject-matter of the invention, it is envisaged that the end of the rod situated opposite the ball is provided with a substantially conical depression, so that the ball is guided in a position defined with respect to the wall of the housing bore. In addition, the conical depression in the end of the rod puts the ball to a position defined by

rapport au siège de valve Dans ce contexte, il est avantageux que 20 le diamètre de la tige soit inférieur à celui de la bille. In this context, it is advantageous for the diameter of the stem to be smaller than that of the ball.

Les différents objets et caractéristiques de l'invention The different objects and characteristics of the invention

seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure unique will now be detailed in the description which follows, made by way of non-limiting example, referring to the single figure

du dessin annexé qui représente une vue en coupe d'une forme de réa25 lisation de l'invention. of the accompanying drawing which shows a sectional view of a form of realization of the invention.

Sur le dessin, la référence 1 désigne une pompe de fluide de pression, entraînée par un moteur électrique 2 Le côté pression de la pompe 1 est en communication avec un accumulateur de pression hydropneumatique 3 A cet accumulateur de pression 3 est raccordé, par une conduite de pression 4, au moins un organe utilisateur hydraulique En outre, l'accumulateur de pression 3, donc aussi le côté pression de la pompe 1, est en communication hydraulique avec un agencement de valve 5 comportant un carter 6 dans lequel un alésage étagé 7 est aménagé L'alésage étagé 7 comporte trois portions, 8, 9 et 10 Dans la portion 10 de l'alésage est agencé un insert 11 muni d'un trou central 12 qui, à son extrémité tournée vers la portion In the drawing, the reference numeral 1 designates a pressure fluid pump driven by an electric motor 2 The pressure side of the pump 1 is in communication with a hydropneumatic pressure accumulator 3 To this pressure accumulator 3 is connected by a pipe In addition, the pressure accumulator 3, thus also the pressure side of the pump 1, is in hydraulic communication with a valve arrangement 5 having a casing 6 in which a stepped bore 7 The stepped bore 7 comprises three portions 8, 9 and 10. In the portion 10 of the bore is arranged an insert 11 provided with a central hole 12 which, at its end facing the portion

d'alésage 9, est aménagé en siège de valve, 13. boring 9, is arranged as a valve seat, 13.

Lorsque l'agencement de valve est à la position de repos représentée, une bille 14, contre laquelle porte un corps-poussoir 15, est appliquée sur le siège de valve, 13 L'extrémité inférieure du corps-poussoir 15 ("inférieure",en considérant le dessin) est réalisée sous la forme d'une tige cylindrique 16 dont le bout situé en regard de la bille 14 est doté d'une dépression 17 sensiblement conique, de sorte que la bille 14 est guidée centralement dans la 10 portion 9 de l'alésage étagé 7 Le diamètre de la bille 14 est choisi de façon qu'elle soit guidée avec un faible jeu radial dans la portion When the valve arrangement is in the rest position shown, a ball 14, against which a push body 15 bears, is applied to the valve seat, 13 The lower end of the push body 15 ("lower", considering the drawing) is in the form of a cylindrical rod 16 whose end located opposite the ball 14 is provided with a substantially conical depression 17, so that the ball 14 is guided centrally in the portion 9 The diameter of the ball 14 is chosen so that it is guided with a small radial clearance in the portion

d'alésage 9.Bore 9.

La partie ducorps -poussoir 15 se trouvant dans la portion d'alésage 8 est réalisée sous la forme d'un organe d'appui de ressort, 15 17, contre lequel s'appuie un ressort de compression 18 Ce ressort 18 trouve un contre-appui contre un insert 19 en forme de manchon disposant d'un alésage central 20 qui reçoit l'extrémité du corps poussoir 15 non tournée vers la bille de valve 14 L'insert 19 est un "six-pans", de sorte qu'il y a six ouvertures de passage 25 sur son pourtour externe Pour régler avec précision le ressort de compression 18, l'insert 19 est chargé, par exemple avec un poids, d'une The pushbutton body portion 15 in the bore portion 8 is formed as a spring support member 17 against which a compression spring 18 rests. bearing against a sleeve-shaped insert 19 having a central bore 20 which receives the end of the pusher body 15 not turned towards the valve ball 14 The insert 19 is a "six-sided", so that it There are six passage apertures 25 on its outer periphery. To precisely adjust the compression spring 18, the insert 19 is loaded, for example with a weight, of a

manière correspondant à la charge de pression Ensuite, l'insert 19 est immobilisé dans le carter 6, par matage mutuel en 22, de préférence en trois endroits du pourtour. corresponding manner to the pressure load Next, the insert 19 is immobilized in the casing 6, by mutual matting at 22, preferably in three parts of the periphery.

Lors du fonctionnement du système hydraulique représenté, le moteur électrique 2 est en marche, ce qui a pour effet que la pompe 1 soutire du fluide du réservoir d'alimentation sans pression 24 et, accroissant la pression de ce fluide, le refoule dans l'accumulateur de pression 3, ou encore dans la conduite 4 allant à l'organe 30 utilisateur La pression du côté refoulement de la pompe de fluide de pression 1 parvient aussi à l'agencement de valve 5 et prend effet dans le trou 12 de l'insert 11 Ainsi, la bille 14 est soumise à une force hydraulique qui est déterminée par la pression régnant dans le During the operation of the hydraulic system shown, the electric motor 2 is on, which has the effect that the pump 1 draws fluid from the unpressurized supply tank 24 and, increasing the pressure of this fluid, pushes it back into the pressure accumulator 3, or in line 4 to the user member The pressure on the discharge side of the pressure medium pump 1 also reaches the valve arrangement 5 and takes effect in the hole 12 of the insert 11 Thus, the ball 14 is subjected to a hydraulic force which is determined by the pressure prevailing in the

trou 12 et par le diamètre du siège 13. hole 12 and the diameter of the seat 13.

Pour une pression prédéterminée dans l'accumulateur de pres35 sion hydropneumatique 3, la force inhérente à la pression exercée sur la bille est suffisamment grande pour décoller la bille 14 de son siège 13 et déplacer le corps poussoir 15 contre la force du ressort de compression 18, de sorte que du fluide s'échappe alors vers le réservoir sans pression 24, en passant par le passage de valve 1314 ouvert, par la chambre 23 de la valve et par les canaux de passage 25 Du fait de l'action d'étranglement créeepar la bille 14 dans la portion 9 de l'alésage étagé 7, le fluide s'écoulant par le passage de valve 13-14 ouvert établit une pression hydraulique qui exerce sur le corps-poussoir 15 une sollicitation supplémentaire dans le sens de l'ouverture, de sorte que la pression régnant dans le trou 12 doit descendre, d'une valeur prédéterminée, en-dessous de la pression d'ouverture du passage de valve 13-14 avant que la bille For a predetermined pressure in the hydropneumatic pres- sure accumulator 3, the force inherent in the pressure exerted on the ball is sufficiently large to loosen the ball 14 from its seat 13 and move the pusher body 15 against the force of the compression spring 18 , so that fluid then escapes to the unpressurized reservoir 24, passing through the open valve passage 1314, the valve chamber 23 and the passage channels 25 due to the throttling action created by the ball 14 in the portion 9 of the stepped bore 7, the fluid flowing through the valve passage 13-14 open establishes a hydraulic pressure which exerts on the push body 15 an additional stress in the direction of the opening, so that the pressure in the hole 12 must descend, by a predetermined value, below the opening pressure of the valve passage 13-14 before the ball

revienne au contact du siège 13.come back into contact with the seat 13.

Il est bien évident que les descriptions qui précèdent It is obvious that the foregoing descriptions

ont été faites à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre have been made as a non-limitative example and that many variants can be envisaged without departing from the scope

de l'invention.of the invention.

Claims

A valve arrangement for limiting the pressure in a pressurized system, in which a shutter member exposed to the pressure of the system is resiliently biased against a valve seat from which it is peeled off for a predetermined value of the pressure, which then has the effect of effect of releasing a flow path to a discharge point, and in which means are provided which, when the valve is open, exert on the shutter member an additional opening force, characterized in that the organ shutter (14) is arranged in the flow path to the discharge point (24) so that there is a restriction

effluent fluid.

Arrangement according to claim 1, characterized by

the use, as a shutter member (14), of the end of a substantially cylindrical rod (16) guided with a small radial clearance.

in a housing bore (9) (6).

Arrangement according to claim 2, characterized in that

that the shutter member is a ball (14) on which a force is applied towards a valve seat (13) by the end of a push rod (16).

4 Arrangement according to claim 3, characterized in that the end face of said rod (16), facing said ball (14)

is provided with a substantially conical depression (17).

Arrangement according to any one of claims 2

at 4, characterized in that the diameter of said rod (16) is less than

to that of said ball (16).