FR2613020A1 - SAFETY OR OVERPRESSURE VALVE - Google Patents
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Abstract
CETTE SOUPAPE COMPREND UN CORPS REUNISSANT UNE TUBULURE PRINCIPALE DE PRESSION 32 A UNE TUBULURE D'ECHAPPEMENT 34, UN SIEGE DE SOUPAPE 38 MONTE SUR LA TUBULURE PRINCIPALE 32, DANS LEDIT CORPS, UN MANCHON CYLINDRIQUE 41 MONTE DANS CE MEME CORPS DE FACON A DELIMITER UNE CHAMBRE 42, UN PISTON ETAGE A SURFACE DIFFERENTIELLE 36 COMPORTANT UNE PARTIE EXTREME DE SECTION REDUITE A4 DESTINEE A PRENDRE APPUI SUR LE SIEGE DE SOUPAPE 38 ET UNE PARTIE EXTREME A SURFACE PLUS LARGE A5 DISPOSEE DE MANIERE COULISSANTE DANS LE MANCHON 41 DE FACON A SE DEPLACER EN VA-ET-VIENT A L'INTERIEUR DE LADITE CHAMBRE 42, DES MOYENS 39-40 PERMETTANT DE DIRIGER DANS LA CHAMBRE 42 LA PRESSION P4 PROVENANT DE LA TUBULURE PRINCIPALE 32, CETTE PRESSION P4 PROVENANT DE LA TUBULURE PRINCIPALE 32 AGISSANT SUR LADITE PARTIE EXTREME A SECTION PLUS LARGE A5 DU PISTON ETAGE 36 DE FACON A REPOUSSER DE FORCE LA PARTIE EXTREME A SECTION REDUITE A4 DU PISTON 36 EN CONTACT D'ETANCHEITE AVEC LE SIEGE DE SOUPAPE 38, ET DES MOYENS 46-48 PERMETTANT DE FERMER HERMETIQUEMENT LA CHAMBRE 42 POUR L'ISOLER DE LA CONTRE-PRESSION REGNANT DANS LA TUBULURE D'ECHAPPEMENT 34.THIS VALVE INCLUDES A BODY COMPRISING A MAIN PRESSURE TUBING 32 WITH AN EXHAUST TUBING 34, A VALVE SEAT 38 MOUNTED ON THE MAIN TUBING 32, IN THE SAME BODY, A CYLINDRICAL SLEEVE MOUNTED IN THE SAME BODY AS A DELIMIT CHAMBER 42, A PISTON FLOOR WITH A DIFFERENTIAL SURFACE 36 COMPRISING AN EXTREME PART OF REDUCED SECTION A4 INTENDED TO BE SUPPORTED ON THE VALVE SEAT 38 AND AN EXTREME PART WITH A WIDER SURFACE A5 SLIDINGLY IN THE SLEEVE 41 TO BE MOVED COMING INTO THE INSIDE CHAMBER 42, MEANS 39-40 ALLOWING DIRECTION IN CHAMBER 42 FOR PRESSURE P4 FROM MAIN TUBING 32, THIS PRESSURE P4 COMING FROM MAIN TUBING 32 ACTING ON SAME EXTREME WITH A WIDER SECTION A5 OF THE PISTON FLOOR 36 TO FORCE PUSH BACK THE EXTREME PART WITH REDUCED SECTION A4 OF THE PISTON 36 IN SEALING CONTACT WITH THE VALVE SEAT 38 AND MEANS 46- 48 ALLOWING HERMETICALLY TO CLOSE THE CHAMBER 42 TO ISOLATE THE BACK PRESSURE IN THE EXHAUST TUBING 34.
Description
La présente invention concerne les soupapes de sûreté ou sur-The present invention relates to safety or sur-
pression, et plus particulièrement une soupape de sûreté ou surpression à soupape pilote et équilibrée, comportant une soupape principale comprenant un piston étagé à surface différentielle en vue d'éliminer la nécessité d'un dispositif antirefoulement. Les soupapes de sûreté ou surpression du type à piston à surface différentielle comportent un piston principal de soupape qui vient en appui sur un siège pour assurer l'étanchéité d'une tuyauterie ou enceinte sous pression. Ce piston principal de soupape est disposé de manière coulissante à l'intérieur d'une chambre ou coupole de pression. La pression provenant de la tubulure principale de pression est dirigée à travers une soupape pilote et dans la coupole de pression. Sous des conditions normales, la pression régnant dans la coupole est égale à la pression régnant dans la tubulure principale. Etant donné que la surface du piston se trouvant dans la coupole est supérieure à la surface circonscrite par le siège de soupape, la pression régnant dans la coupole maintient le piston de soupape contre ce siège aussi longtemps que la pression de coupole est égale à la pressure, and more particularly a safety or overpressure valve with pilot and balanced valve, comprising a main valve comprising a stepped piston with differential surface in order to eliminate the need for a backflow prevention device. Safety or pressure relief valves of the piston type with differential surface comprise a main valve piston which comes to bear on a seat to ensure the tightness of a pipe or pressure vessel. This main valve piston is slidably disposed inside a pressure chamber or dome. Pressure from the main pressure manifold is directed through a pilot valve and into the pressure dome. Under normal conditions, the pressure in the dome is equal to the pressure in the main tubing. Since the surface of the piston in the dome is greater than the area circumscribed by the valve seat, the pressure prevailing in the dome keeps the valve piston against this seat as long as the dome pressure is equal to the
pression de tubulure principale.main manifold pressure.
La soupape pilote, qui est interposée entre la tubulure prin- The pilot valve, which is interposed between the main tubing
cipale et la coupole sert à mettre à l'atmosphère la pression régnant dans la coupole lorsque la pression de tubulure principale atteint un niveau préfixé. Cette mise à l'atmosphère de la pression régnant dans la coupole permet à la pression de tubulure principale d'écarter de force le piston du siège de soupape, ce qui met ainsi la tubulure principale à l'échappement dans une tubulure d'échappement. Lorsque la pression de tubulure principale tombe à un niveau préfixé, la soupape pilote sert à remettre la coupole sous pression en fermant ainsi la soupape principale en repoussant le cap and dome is used to vent the pressure in the dome when the main manifold pressure reaches a pre-set level. This venting of the pressure in the dome allows the main manifold pressure to force the piston away from the valve seat, thereby putting the main manifold to exhaust in an exhaust manifold. When the main manifold pressure drops to a preset level, the pilot valve is used to pressurize the dome, thereby closing the main valve by pushing the
piston sur le siège de soupape.piston on the valve seat.
Un défaut de la conception classique du piston de soupape de sûreté réside dans le fait que la surface du piston située sur le côté A defect in the conventional design of the safety valve piston is that the surface of the piston on the side
tubulure d'échappement du siège de soupape est exposée à une contre- valve seat exhaust manifold is exposed to a counter
pression se présentant dans la tubulure d'échappement et qui a une action antagoniste à la pression de coupole. Etant donné que la surface du piston soumise à la pression de tubulure principale, augmentée de la surface soumise à la pression de tubulure d'échappement, est approximativement égale à la surface du piston se présentant dans la coupole, une pression de tubulure d'échappement se trouvant au-dessus de la pression de tubulure pressure occurring in the exhaust manifold and which has an action antagonistic to the dome pressure. Since the piston area under the main manifold pressure, increased by the area under the exhaust manifold pressure, is approximately equal to the area of the piston in the dome, an exhaust manifold pressure above the manifold pressure
principale se combinera à cette pression de tubulure principale pour as- main will combine with this main manifold pressure for as-
surer une action antagoniste à la pression de coupole et faire se soulever to counteract the dome pressure and cause it to rise
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le piston de sur le siège de soupape, permettant ainsi à la pression de tu- the piston of on the valve seat, thus allowing the pressure of tu-
bulure d'échappement de s'échapper dans la tubulure principale. Afin de prévenir ce phénomène indésirable, les soupapes de sûreté ou surpression d'une conception antérieure ont comporté un dispositif antirefoulement afin de permettre à la soupape principale de demeurer hermétiquement fermée en exhaust bulb to escape into the main manifold. In order to prevent this undesirable phenomenon, the safety or pressure relief valves of an earlier design have incorporated a backflow prevention device in order to allow the main valve to remain hermetically closed in
présence d'une contre- pression élevée de tubulure d'échappement. presence of high exhaust manifold back pressure.
Ce dispositif antirefoulement est nécessaire dans les soupapes de sûreté de la technique antérieure, étant donné que le fait de simplement réduire la surface du piston de soupape soumise à la pression de tubulure d'échappement accroit nécessairement la surface de ce piston de soupape soumise à la pression de tubulure principale. Etant donné que cette surface du piston soumise à la pression de tubulure principale est voisine de la surface du piston se présentant dans la coupole, la force différentielle est réduite à un point o le joint situé à l'endroit du siège de soupape This backflow preventer is necessary in prior art safety valves, since simply reducing the area of the valve piston subjected to exhaust manifold pressure necessarily increases the area of that valve piston subjected to main manifold pressure. Since this surface of the piston subjected to the main tubing pressure is close to the surface of the piston appearing in the dome, the differential force is reduced to a point where the seal located at the location of the valve seat
fuit.flees.
C'est pourquoi, afin de réduire le coût et la complexité des This is why, in order to reduce the cost and the complexity of
soupapes de sûreté ou surpression à soupape pilote classiques, il est be- safety or pressure relief valves with conventional pilot valve, it is
soin d'un piston perfectionné de soupape principale pour éliminer la néces- care of an improved main valve piston to eliminate the need for
sité d'un dispositif antirefoulement. anti-backflow device.
L'invention a pour objet une soupape de sûreté ou surpression à soupape pilote et équilibrée qui utilise une soupape principale comportant un piston étagé à surface différentielle en vue d'éliminer la nécessité The subject of the invention is a safety or overpressure valve with a pilot and balanced valve which uses a main valve comprising a stepped piston with differential surface in order to eliminate the need
d'un dispositif antirefoulement.a backflow prevention device.
Le piston étagé de la présente invention comprend une partie extrême à section réduite destinée à s'appliquer de manière étanche sur le siège de soupape, entre la tubulure principale sous pression et la tubulure d'échappement. Une partie extrême à section plus large du piston, obtenue par étagement, est disposée de manière coulissante à l'intérieur d'une chambre ou coupole de pression. Cette coupole est constituée par une cavité cylindrique délimitée par un manchon et une plaque supérieure fixée sur le corps de la soupape principale. Le manchon comporte un alésage plus large formant la cavité qui contient la partie extrême à surface plus large du piston et un alésage réduit destiné à guider la partie extrême à section réduite du piston sur le siège de soupape. Un joint est placé entre cette The stepped piston of the present invention comprises an end portion of reduced section intended to be applied in leaktight manner to the valve seat, between the main pressure pipe and the exhaust pipe. An end portion with a larger section of the piston, obtained by staggering, is arranged in a sliding manner inside a pressure chamber or dome. This dome is constituted by a cylindrical cavity delimited by a sleeve and an upper plate fixed to the body of the main valve. The sleeve has a larger bore forming the cavity which contains the larger surface end portion of the piston and a reduced bore for guiding the reduced section end portion of the piston to the valve seat. A seal is placed between this
ÀAT
partie extrême à section réduite du piston et le manchon à l'endroit de son alésage réduit, en vue d'empêcher une contre-pression se présentant dans la tubulure d'échappement d'agir sur la partie extrême à surface plus large du piston se trouvant dans la coupole. Lorsque le piston de soupape principale extreme part of reduced piston section and the sleeve at the place of its reduced bore, in order to prevent a back pressure present in the exhaust manifold from acting on the extreme part with larger surface of the piston finding in the dome. When the main valve piston
est en appui sur le siège de soupape, une surface du piston se trou- is resting on the valve seat, a surface of the piston is
vant du côté tubulure d'échappement du siège de soupape est soumise à une contre-pression antagoniste. Cette surface peut toutefois être réduite à pratiquement zéro, étant donné que la surface du piston étagé soumise à la pression de tubulure principale à l'endroit du siège de soupape demeure toujours inférieure à la section plus large du piston soumise à la pression On the exhaust manifold side of the valve seat is subjected to a counter pressure. This area can however be reduced to practically zero, since the area of the stepped piston subjected to the main tubing pressure at the location of the valve seat always remains smaller than the wider section of the piston subjected to pressure
de service régnant dans la coupole. De la sorte, la surface du piston sou- of service prevailing in the dome. In this way, the surface of the piston
mise à la contre-pression de la tubulure d'échappement peut être réduite d'une manière notable sans réduire la force qui maintient le piston contre back pressure on the exhaust manifold can be reduced significantly without reducing the force holding the piston against
le siège de soupape. Il en résulte qu'est éliminée la nécessité d'un dispo- the valve seat. As a result, the need for a provision is eliminated.
sitif anti-refoulement séparé.separate backflow preventive.
L'invention a plus particulièrement pour objet une soupape de The invention more particularly relates to a valve
sûreté ou surpression, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps réunis- safety or overpressure, characterized in that it comprises a body assembled
sant une tubulure principale de pression à une tubulure d'échappement, un siège de soupape monté sur la tubulure principale, dans ledit corps, un sant a main pressure pipe to an exhaust pipe, a valve seat mounted on the main pipe, in said body, a
manchon cylindrique monté dans ce même corps de façon à délimiter une cham- cylindrical sleeve mounted in this same body so as to delimit a cham-
bre, un piston étagé à surface différentielle comportant une partie extrême de section réduite destinée à prendre appui sur le siège de soupape et une partie extrême à surface plus large disposée de manière coulissante dans le bre, a stepped piston with a differential surface comprising an end part of reduced section intended to bear on the valve seat and an end part with a wider surface slidably disposed in the
manchon de façon à se déplacer en va-et-vient à l'intérieur de ladite cham- sleeve so as to move back and forth inside said chamber
bre, des moyens permettant de diriger dans la chambre la pression provenant bre, means for directing the pressure in the chamber
de la tubulure principale, cette pression provenant de la tubulure princi- from the main tubing, this pressure from the main tubing
pale agissant sur ladite partie extrême à section plus large du piston étagé de façon à repousser de force cette partie extrême à section réduite du piston en contact d'étanchéité avec le siège de soupape, et des moyens blade acting on said wider section end portion of the stepped piston so as to forcibly push this reduced section end portion of the piston into sealing contact with the valve seat, and means
permettant de fermer hermétiquement la chambre pour l'isoler de la contre- allowing the chamber to be hermetically sealed to isolate it from the counter
pression régnant dans la tubulure d'échappement. pressure in the exhaust manifold.
L'invention a aussi e. particulier pour objet une soupape de sûreté ou surpression à soupape pilote permettant de faire s'échapper dans une tubulure d'échappement un excès de pression provenant d'une tubulure principale, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps dans lequel est monté un manchon cylindrique de façon à délimiter une chambre, un siège de soupape monté dans ce corps entre la tubulure principale et la tubulure The invention has also e. particular subject a safety valve or pressure relief valve pilot allowing to escape into an exhaust manifold an excess of pressure from a main manifold, characterized in that it comprises a body in which is mounted a sleeve cylindrical so as to delimit a chamber, a valve seat mounted in this body between the main pipe and the pipe
d'échappement, un piston étagé à surface différentielle comportant une par- exhaust, a stepped differential surface piston comprising a
tie extrême à section réduite destinée à prendre appui sur le siège de sou- extreme tie with reduced section intended to bear on the seat
pape et une partie extrême à section plus large disposée de manière coulis- pope and an end portion with a wider section arranged in a sliding manner
sante dans le manchon de façon à pouvoir se déplacer en va-et-vient à l'in- health in the sleeve so that it can move back and forth inside the
térieur de la chambre, une soupape pilote destinée à diriger dans la cham- inside the chamber, a pilot valve intended to direct in the chamber
bre la pression provenant de la tubulure principale de façon à repousser de force le piston en contact d'étanchéité avec le siège de soupape, et des bre pressure from the main tubing to force the piston into sealing contact with the valve seat, and
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moyens d'étanchéité disposés entre la partie extrême à section réduite du piston et le manchon de façon à isoler la chambre et la partie extrême à section plus large du piston pour les empêcher d'être soumises à une sealing means arranged between the reduced section end part of the piston and the sleeve so as to isolate the chamber and the wider section end part of the piston to prevent them from being subjected to a
contre-pression régnant dans la tubulure d'échappement. back pressure prevailing in the exhaust manifold.
L'invention a encore en particulier pour objet une soupape de sûreté ou surpression à soupape pilote, destinée à mettre à l'échappement Another subject of the invention is in particular a safety or overpressure valve with pilot valve, intended to exhaust
dans une tubulure d'échappement un excès de pression provenant d'une tubu- in an exhaust manifold an excess of pressure coming from a tubu-
lure principale, caractérisé en ce qu'elle comprend un corps dans lequel est monté un manchon cylindrique de façon à délimiter une chambre, un siège de soupape monté dans ce corps entre la tubulure principale et la tubulure d'échappement, ledit manchon offrant un alésage plus large délimitant la chambre et un alésage réduit débouchant dans cette chambre, un piston étagé à surface différentielle comportant une partie extrême à surface plus large disposée de manière coulissante à l'intérieur de la chambre et une partie extrême à surface réduite s'étendant de manière coulissante à travers ledit main lure, characterized in that it comprises a body in which is mounted a cylindrical sleeve so as to delimit a chamber, a valve seat mounted in this body between the main pipe and the exhaust pipe, said sleeve offering a bore wider delimiting the chamber and a reduced bore opening into this chamber, a stepped differential surface piston having an end portion with a larger surface slidably disposed inside the chamber and an end portion with reduced surface extending from sliding way through said
alésage réduit de façon à prendre appui sur le siège de soupape, une soupa- bore reduced so as to bear on the valve seat, a valve
pe pilote permettant de diriger dans la chambre la pression provenant de la tubulure principale de façon à repousser de force le piston en contact d'étanchéité avec le siège de soupape, un premier joint torique disposé entre l'alésage réduit et la partie extrême à section réduite du piston de eg pilot to direct the pressure in the chamber from the main tubing so as to force the piston back into sealing contact with the valve seat, a first O-ring placed between the reduced bore and the end section reduced piston
façon à isoler de manière étanche la chambre par rapport à une contre- so as to sealingly isolate the chamber from a counter
pression régnant dans la tubulure d'échappement, et un second joint torique disposé entre l'alésage plus large et la partie extrême à section plus pressure in the exhaust manifold, and a second O-ring located between the larger bore and the end section
large du piston.wide of the piston.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- Other characteristics and advantages of the invention emerge-
ront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en ront of the description which follows, by way of nonlimiting example and in
regard des dessins annexés sur lequels: look at the attached drawings on which:
la figure 1 est une vue en coupe verticale d'une soupape de sûreté ou sur- Figure 1 is a vertical sectional view of a safety valve or
pression à soupape pilote de la technique antérieure, illustrant un piston de soupape principale de conception classique, et prior art pilot valve pressure, illustrating a main valve piston of conventional design, and
la figure 2 est une vue en coupe verticale d'une soupape de sûreté ou sur- Figure 2 is a vertical sectional view of a safety valve or
pression à soupape pilote et équilibrée, illustrant la soupape principale à pilot and balanced valve pressure, illustrating the main valve to
piston étagé à surface différentielle conforme à l'invention. stepped piston with differential surface according to the invention.
La figure 1 représente une soupape de sûreté ou surpression à soupape pilote lU d'une conception classique en vue d'illustrer.le problème Figure 1 shows a pilot valve safety or pressure relief valve IU of a conventional design to illustrate the problem.
auquel remédie la présente invention. Cette soupape 10 comporte une tubu- which the present invention remedies. This valve 10 comprises a tube
lure principale sous pression 12 qui est raccordée à une enceinte ou tuyau- main lure under pressure 12 which is connected to an enclosure or pipe
terie sous pression (non représentée). Cette soupape 10 comporte en outre une tubulure 14 de mise de la pression à l'échappement et un piston de soupape 16 qui prend appui sur un siège de soupape 18 de façon à isoler pressure die (not shown). This valve 10 further comprises a manifold 14 for putting pressure on the exhaust and a valve piston 16 which bears on a valve seat 18 so as to isolate
la tubulure principale de pression 12 de la tubulure d'échappement 14. the main pressure pipe 12 of the exhaust pipe 14.
La pression provenant de la tubulure principale 12 est dirigée dans une tuyauterie de prélèvement de pression 19, à travers une soupape pilote 20 et jusque dans une chambre ou coupole de pression 22. Cette cou- pole 22 est délimitée par un manchon cylindrique 21, une plaque supérieure The pressure from the main tubing 12 is directed into a pressure sampling pipe 19, through a pilot valve 20 and into a pressure chamber or dome 22. This cup 22 is delimited by a cylindrical sleeve 21, a top plate
23 et le piston 16. Ce piston 16 est disposé de manière coulissante à l'in- 23 and the piston 16. This piston 16 is slidably arranged inside the
térieur du manchon 21. Un ressort hélicoïdal 24 ou autre moyen de sollici- of the sleeve 21. A helical spring 24 or other biasing means
tation élastique peut être placé dans la coupole 22 de façon à repousser le piston 16 sur le siège de soupape 18. Une pression P2 régnant dans la coupole 22 s'exerce sur une surface d'aire A2 du piston 16 de façon à repousser ce piston 16 sur le siège de soupape 18 en vue de réaliser une fermeture étanche. Un joint, tel qu'une bague torique 26, est prévu pour resilient tation can be placed in the dome 22 so as to push the piston 16 on the valve seat 18. A pressure P2 prevailing in the dome 22 is exerted on an area of area A2 of the piston 16 so as to push this piston 16 on the valve seat 18 in order to achieve a sealed closure. A seal, such as an O-ring 26, is provided for
isoler la pression P2 régnant dans la coupole 22 par rapport à la tubu- isolate the pressure P2 prevailing in the dome 22 relative to the tube
lure d'échappement 14. Une pression de tubulure principale P1 s'exerce sur un surface d'aire A1 du piston 16 en s'opposant à la pression P2 régnant dans la coupole 22. Sous des conditions normales, la pression P1 régnant dans la tubulure principale 12 est égale à la pression P2 régnant dans la coupole 22. Par conséquent, comme l'aire A2 est supérieure à l'aire A1, la force nette appliquée sur le piston 16 repousse de force ce piston 16 en appui d'obturation étanche sur le siège de soupape 18. Par ailleurs, lorsque la pression P1 croît, la force du piston 16 sur le exhaust lure 14. A main tubing pressure P1 is exerted on a surface area A1 of the piston 16 by opposing the pressure P2 prevailing in the dome 22. Under normal conditions, the pressure P1 prevailing in the main tube 12 is equal to the pressure P2 prevailing in the dome 22. Consequently, as the area A2 is greater than the area A1, the net force applied to the piston 16 forcibly pushes this piston 16 back into shutter support watertight on the valve seat 18. Furthermore, when the pressure P1 increases, the force of the piston 16 on the
siège de soupape 18 croît aussi de façon à maintenir une fermeture d'obtu- valve seat 18 also grows to maintain a valve closure
ration étanche.waterproof ration.
Lorsque la pression P1 régnant dans la tubulure principale 12 dépasse une limite préfixée, la soupape pilote 20 fonctionne de façon à mettre à l'atmosphère, à partir de la coupole 22, la pression P2. Une fois cette pression P2 mise à l'atmosphère à partir de la coupole 22, la pression de tubulure principale P1 agissant sur la surface d'aire Ai force le piston 16 à se soulever du siège de soupape 18 de façon à mettre à When the pressure P1 prevailing in the main pipe 12 exceeds a prefixed limit, the pilot valve 20 operates so as to release the pressure P2 from the dome 22. Once this pressure P2 has been vented from the dome 22, the main tubing pressure P1 acting on the surface area Ai forces the piston 16 to rise from the valve seat 18 so as to put
l'échappement la tubulure principale 12 dans la tubulure d'échappement 14. the exhaust the main pipe 12 in the exhaust pipe 14.
Lorsque la pression P1 chute au-dessous d'un niveau préfixé, la soupape pilote 20 se ferme de façon à refaire monter la pression dans la coupole When the pressure P1 drops below a preset level, the pilot valve 20 closes so as to increase the pressure in the dome
22, ramenant ainsi de force le piston 16 sur le siège de soupape 18. 22, thus forcibly returning the piston 16 to the valve seat 18.
Avec la conception classique d'une soupape de sûreté ou surpres- With the classic design of a safety or overpressure valve
sion à soupape pilote et équilibrée, représentée à la figure 1, une surface d'aire A3 du piston 16 située du côté tubulure d'échappement du siège de soupape 18 est soumise à toute contre-pression éventuelle P3 présente dans la tubulure d'échappement 14. Cette contre-pression P3 agissant sur pilot valve balanced, shown in Figure 1, an area of area A3 of the piston 16 located on the exhaust manifold side of the valve seat 18 is subjected to any back pressure P3 present in the exhaust manifold 14. This back pressure P3 acting on
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la surface d'aire A3 se combine avec la pression Pl agissant sur la surface d'aire A1 en vue de s'opposer à la pression P2 agissant sur la surface d'aire A2 située dans la coupole 22. Etant donné que l'aire A1 augmentée de l'aire A3 est approximativement égale à l'aire A2, une contre-pression P3 supérieure à la pression de tubulure principale P1 forcera le piston 16 à se soulever du siège de soupape 18, ce qui permet à la contre-pression d'échappement P3 de faire l'objet d'un échappement dans la tubulure principale 12. I1 s'agit là d'un phénomène hautement indésirable et les soupapes de sûreté ou surpression du type représenté à la figure I doivent par conséquent comporter un dispositif antirefoulement séparé (non représenté) de façon à permettre au piston 16 de demeurer en appui sur le siège de soupape 18 quelle que soit l'intensité de la pression the area area A3 combines with the pressure Pl acting on the area area A1 in order to oppose the pressure P2 acting on the area area A2 located in the dome 22. Since the area A1 increased by area A3 is approximately equal to area A2, a back pressure P3 greater than the main manifold pressure P1 will force the piston 16 to lift from the valve seat 18, allowing back pressure exhaust P3 to be the subject of an exhaust in the main pipe 12. It is a highly undesirable phenomenon and the safety or pressure relief valves of the type shown in Figure I must therefore include a device separate backflow preventer (so as to allow the piston 16 to remain in contact with the valve seat 18 regardless of the pressure intensity
P3 présente dans la tubulure d'échappement 14. P3 present in the exhaust manifold 14.
La présente invention, qui élimine la nécessité d'un dispositif antirefoulement séparé, est illustrée sous la forme de la soupape de sûreté ou surpression 30 de la figure 2. Cette soupape 30 comprend une tubulure principale de pression 32, une tubulure d'échappement 34 et un piston étagé à surface différentielle 36 destiné à prendre appui sur un siège de soupape 38 de façon à isoler cette tubulure principale 32 de cette tubulure d'échappement 34. Une pression P4 régnant dans la tubulure principale de The present invention, which eliminates the need for a separate backflow preventer, is illustrated in the form of the relief or pressure relief valve 30 of Figure 2. This valve 30 includes a main pressure manifold 32, an exhaust manifold 34 and a stepped differential surface piston 36 intended to bear on a valve seat 38 so as to isolate this main pipe 32 from this exhaust pipe 34. A pressure P4 prevailing in the main pipe of
pression 32 s'exerce sur une surface d'aire A4 du piston 36 et est diri- pressure 32 is exerted on an area of area A4 of the piston 36 and is direct
gée dans une tuyauterie de prélèvement de pression 39, à travers une soupa- gée in a pressure sampling pipe 39, through a valve
pe pilote 40, jusque dans une chambre ou coupole de pression 42. Cette cou- eg pilot 40, up to a pressure chamber or dome 42. This
pole 42 est délimitée par un manchon cylindrique 41, une plaque supérieure pole 42 is delimited by a cylindrical sleeve 41, an upper plate
43 et le piston 36. Ce piston 36 est disposé de manière coulissante à l'in- 43 and the piston 36. This piston 36 is slidably arranged inside the
térieur du manchon 41 qui offre un alésage plus large délimitant la coupole inside of sleeve 41 which offers a wider bore delimiting the dome
42 et un alésage réduit débouchant dans cette coupole 42. Un ressort héli- 42 and a reduced bore opening into this dome 42. A helical spring
coïdal 44 ou autre moyen de sollicitation élastique peut être disposé dans 44 or other elastic biasing means can be arranged in
la coupole 42 afin de repousser le piston 36 sur le siège de soupape 38. the dome 42 in order to push the piston 36 back onto the valve seat 38.
Une pression P5 régnant dans la coupole 42 s'exerce sur une surface d'aire A5 du piston 36 en repoussant de force ce piston 36 en obturation étanche sur le siège de soupape 38. Un joint, tel qu'une bague torique 46, est prévu pour isoler hermétiquement la pression P5 régnant dans la coupole 42 pendant que le piston 36 se déplace en va-et-vient à l'intérieur A pressure P5 prevailing in the dome 42 is exerted on a surface area A5 of the piston 36 by forcibly pushing this piston 36 in sealed closure on the valve seat 38. A seal, such as an O-ring 46, is provided for hermetically isolating the pressure P5 prevailing in the dome 42 while the piston 36 moves back and forth inside
du manchon 41.of the sleeve 41.
Le piston 36 de la présente invention offre une conception éta- The piston 36 of the present invention provides a detailed design
gée à surface différentielle comportant une partie extrême à section réduite qui s'étend à travers l'alésage réduit du manchon 41 et offre une surface d'aire A4 destinée à prendre appui sur le siège de soupape 38, et differential surface gage comprising an end portion of reduced section which extends through the reduced bore of the sleeve 41 and offers an area of area A4 intended to bear on the valve seat 38, and
26130:026130: 0
une partie extrême à section plus large offrant une aire A5 entièrement contenue à l'intérieur de la coupole 42. Un joint supplémentaire 48, qui peut par exemple être constitué d'une bague torique, d'une membrane ou d'un an end portion with a wider section offering an area A5 entirely contained inside the dome 42. An additional seal 48, which may for example consist of an O-ring, a membrane or a
joint à soufflet, est prévu en vue d'empêcher toute contre-pression éven- bellows seal, is intended to prevent any back pressure
tuelle P6 présente dans la tubulure d'échappement 34 d'agir sur la partie plus large du piston 36 qui est située dans le manchon 41. Contrairement au piston 16 de la soupape de sûreté ou surpression 10 de la figure 1, la tuelle P6 present in the exhaust pipe 34 to act on the wider part of the piston 36 which is located in the sleeve 41. Unlike the piston 16 of the safety or overpressure valve 10 of Figure 1, the
surface d'aire A6 du piston étagé 36 située sur le côté tubulure d'échap- area of area A6 of the stepped piston 36 located on the exhaust manifold side
pement du siège de soupape 38 peut être réduite à pratiquement zéro. Même avec cette aire A6 réduite à zéro, l'aire A4 demeure inférieure à l'aire A5, si bien que la pression P5 (qui normalement est égale à la pression P4) agissant sur la surface d'aire A5 située dans la coupole 42 fournit une force nette permettant de maintenir le piston étagé 36 en appui étanche sur le siège de soupape 38. Par ailleurs, la contre-pression P6 ne peut agir que sur la surface d'aire A6 très faible (ou nulle) pour s'opposer à la pression P5 régnant dans la coupole 42. De la sorte, la pression P6 doit dépasser fortement la pression de tubulure principale P4 pour forcer le piston 36 à se soulever du siège de soupape 38. Il en The valve seat 38 can be reduced to almost zero. Even with this area A6 reduced to zero, the area A4 remains smaller than the area A5, so that the pressure P5 (which normally is equal to the pressure P4) acting on the surface of area A5 located in the dome 42 provides a net force making it possible to maintain the stepped piston 36 in leaktight support on the valve seat 38. Furthermore, the back pressure P6 can only act on the surface area A6 very small (or zero) to oppose at the pressure P5 prevailing in the dome 42. In this way, the pressure P6 must greatly exceed the pressure of main tubing P4 to force the piston 36 to rise from the valve seat 38. It
résulte que le piston étagé à surface différentielle 36 empêche tout refou- As a result, the stepped differential surface piston 36 prevents any backflow
lement de pression P6 dans la tubulure principale 32, sans qu'il soit pressure element P6 in the main tubing 32, without being
besoin d'un dispositif antirefoulement séparé. need a separate backflow preventer.
26 1302026 13020
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