FR2637346A1 - Safety valve with a mechanically-driven shutter and reinforced sealing - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
- F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
- F16K17/06—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with special arrangements for adjusting the opening pressure
- F16K17/065—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with special arrangements for adjusting the opening pressure with differential piston
Abstract
Description
La présente invention conceme une soupape de sûreté qui a pour caractéristiques une grande fiabilité à l'ouverture et une étanchéité parfaite.The present invention relates to a safety valve which has the characteristics of great reliability in opening and perfect sealing.
Cette soupape de sûreté a pour but de limiter la pression dans une capacité, un circuit ou tout appareil qui ne doit pas dépasser une certaine pression de calcul. Elle sera donc utilisée dans les industries où le non-dépassement d'une pression donnée est très important dans ces circuits, appareils, capacités, et particulièrement dans le cas d'utilisation de fluides à haute pression, fluides corrosifs ou tout fluide présentant des risques en cas de fuite.The purpose of this safety valve is to limit the pressure in a capacity, a circuit or any device which must not exceed a certain design pressure. It will therefore be used in industries where the non-exceeding of a given pressure is very important in these circuits, devices, capacities, and particularly in the case of the use of high pressure fluids, corrosive fluids or any fluid presenting risks. in the event of a leak.
Les soupapes de sûreté de technique actuelle ont l'inconvénient de se détarerfacilement et de fuire après un nombre très réduit de manoeuvres, ce qui peut être très grave, en particulier dans certains domaines de pointe.Safety valves of current technology have the drawback of easily descaling and leaking after a very small number of operations, which can be very serious, in particular in certain advanced areas.
De nombreux modèles de soupapes existent sur le marché, et notamment celle décrite dans le brevet FR 2094741. Many valve models exist on the market, and in particular that described in patent FR 2094741.
Dans le cas d'utilisation de ce type d'appareil, avec des fluides chargés d'impuretés, le clapet peut rester coincé, la soupape de sûreté ne se fermant pas et ne remplissant donc pas son office. Cet inconvénient peut également se présenter pour des soupapes assurant un grand débit ou lorsque le clapet a un grand poids.If this type of device is used, with fluids laden with impurities, the valve can become stuck, the safety valve not closing and therefore not fulfilling its function. This drawback can also arise for valves ensuring a high flow rate or when the valve has a large weight.
La soupape de la présente invention comporte comme celle du brevet cité ci dessus les éléments suivants : un ensemble piston-moteur actionné par la pression à limiter, un ressort contrebalançant l'effort de cette pression sur le piston-moteurjusqu'à une valeur dite de tarage de sorte que lorsque la pression dépasse cette valeur prédéterminée de la pression de tarage, le piston-moteur se déplace, ouvrant ainsi la soupape de sûreté.The valve of the present invention comprises, like that of the patent cited above, the following elements: a piston-engine assembly actuated by the pressure to be limited, a spring counterbalancing the force of this pressure on the piston-engine up to a so-called value of calibration so that when the pressure exceeds this predetermined value of the calibration pressure, the piston-engine moves, thus opening the safety valve.
La présente invention se caractérise par rapport à la précédente par les éléments suivants:
Selon une première caractéristique, le clapet assurant l'étanchéité amont-aval de la soupape est lié mécaniquement au piston moteur, excluant ainsi les risques de coincement du clapet. En outre, I'orifice de transmission de la pression à limiter est percé directement dans l'ensemble piston-moteur-clapet. Le percement de cet orifice dans l'ensemble clapet-piston-moteur simplifie grandement la réalisation mécanique de l'ensemble et permet également de faire une bonne barrière thermique entre le fluide à véhiculer et le piston moteur. Un trou percé dans un cache protège le clapet de l'effet dynamique du fluide lors de l'ouverture et permet de transmettre au piston moteur la pleine pression du fluide éventuellement augmentée de cette pression dynamique.The present invention is characterized with respect to the previous one by the following elements:
According to a first characteristic, the valve ensuring the upstream-downstream sealing of the valve is mechanically linked to the driving piston, thus excluding the risks of jamming of the valve. In addition, the pressure transmission port to be limited is drilled directly in the piston-motor-valve assembly. The drilling of this orifice in the valve-piston-engine assembly greatly simplifies the mechanical production of the assembly and also makes it possible to make a good thermal barrier between the fluid to be conveyed and the engine piston. A hole drilled in a cover protects the valve from the dynamic effect of the fluid during opening and makes it possible to transmit to the engine piston the full pressure of the fluid possibly increased by this dynamic pressure.
Selon une deuxième caractéristique, le cache de protection décrit précédemment a un rôle important pour le bon fonctionnement de la soupape. En effet, il est prolongé d'une jupe située au droit du passage du fluide, près du siège. La longueur de cette jupe est déterminée pour que l'effort dynamique du fluide sur le clapet à l'ouverture ne soit pas trop important, sinon la soupape se refermerait, et pour que l'effort dynamique du fluide sur le clapet au cours de la refermeture soit tel qu'il aide à cette refermeture.According to a second characteristic, the protective cover described above has an important role for the proper functioning of the valve. Indeed, it is extended by a skirt located at the right of the passage of the fluid, near the seat. The length of this skirt is determined so that the dynamic force of the fluid on the valve at the opening is not too great, otherwise the valve would close, and so that the dynamic force of the fluid on the valve during the reclosure is such that it helps with this reclosure.
Selon une troisiéme caractéristique, dans certaines applications où une étanchéité amont-aval parfaite est souhaitée, il sera intéressant de prévoir un montage coulissant du clapet à l'extrémité de la tige du piston moteurentre deux butées de manière à donner un léger jeu dans la liaison mécanique entre le clapet et le piston moteur. Une telle réalisation avec jeu est décrite ci-après ; elle nécessite des moyens d'étanchéité tels que des joints supplémentaires d'étanchéité entre le clapet et le piston moteur ou des soufflets ou membranes lorsque les conditions de service sont telles que l'on ne peut pas utiliser des joints disponibles dans un matériau compatible avec le fluide véhiculé (cas en particulier des hautes températures).According to a third characteristic, in certain applications where perfect upstream-downstream sealing is desired, it will be advantageous to provide a sliding mounting of the valve at the end of the rod of the driving piston between two stops so as to give a slight clearance in the connection. mechanics between the valve and the engine piston. Such an embodiment with clearance is described below; it requires sealing means such as additional seals between the valve and the driving piston or bellows or membranes when the operating conditions are such that it is not possible to use seals available in a material compatible with the fluid conveyed (particularly in the case of high temperatures).
Enfin selon une quatriéme caractéristique, l'étanchéité amont-aval de ce type d'appareil est réalisée en utilisant des duretés différentes pour les clapets et siège : par exemple un clapet réalisé en acier revêtu de métal dur (Stellite - Colmonoy ...) et un siège en métal plus mou, par exemple en revêtement électrolytique sur le corps du siège d'un métal noble (or, argent .;.) - de quelques dizièmes de millimètres d'épaisseur- ,l'usinage de ce clapet étant réalisé par des procédés simples par exemple fraises à dentures alternées.Finally according to a fourth characteristic, the upstream-downstream sealing of this type of device is achieved by using different hardnesses for the valves and seat: for example a valve made of steel coated with hard metal (Stellite - Colmonoy ...) and a softer metal seat, for example in electrolytic coating on the seat body of a noble metal (gold, silver.;.) - a few tenths of a millimeter thick -, the machining of this valve being carried out by simple methods, for example strawberries with alternating teeth.
Dans le cas où le clapet ne peut pas tourner autour d'un axe différent de celui qui est orthogonal à la section de portage clapet-siège, des choix inverses de dureté peuvent être utilisés si l'on veut reporter l'usure sur le clapet.In the case where the valve cannot rotate around an axis different from that which is orthogonal to the valve-seat carrying section, inverse hardness choices can be used if we want to transfer wear to the valve .
II est évident que lorsque la température et la pression du fluide véhiculé sont basses, ces matériaux du clapet et du siège pourront être ceux utilisés classiquement (acier, plastique ...)
Lorsque les fluides sont corrosifs ou dangereux, l'étanchéité vers l'extérieur sera assurée par des soufflets ou membranes qui seront métalliques lorsque les températures seront élevées. On pourra en outre doubler ces éléments d'étanchéité en interposant entre les deux un détecteur de fuite permettant de prévenir que l'un des éléments d'étanchéité est cassé, permettant ainsi son remplacement lors d'un arrêt de l'installation ou d'une révision de l'appareil. Ces étanchéités pourront en outre être complétées par la soudure de lèvres d'étanchéité.It is obvious that when the temperature and the pressure of the fluid conveyed are low, these materials of the valve and of the seat may be those conventionally used (steel, plastic ...)
When the fluids are corrosive or dangerous, the sealing towards the outside will be ensured by bellows or membranes which will be metallic when the temperatures are high. We can also double these sealing elements by interposing between the two a leak detector to prevent that one of the sealing elements is broken, thus allowing its replacement when the installation is stopped or a revision of the device. These seals may also be supplemented by welding sealing lips.
La figure (1) illustre, à titre d'exemple non limitatif, une réalisation de la présente
invention
Le corps (1) de la soupape est fixé sur la capacité, circuit ou appareil où la pression est
à limiter (entrée du fluide A).Figure (1) illustrates, by way of nonlimiting example, an embodiment of the present
invention
The body (1) of the valve is fixed to the capacity, circuit or device where the pressure is
to limit (entry of fluid A).
Le clapet (2) est normalement sur son siège (3) assurant l'étanchéité amont aval. Le
clapet (2) est rappelé sur son siège par un ressort (4), dont le but est de vaincre les frottements et le poids du clapet.The valve (2) is normally on its seat (3) ensuring the upstream downstream seal. The
valve (2) is returned to its seat by a spring (4), the purpose of which is to overcome friction and the weight of the valve.
La pression en A est transmise sur le piston moteur (5) par l'orifice (6) axialement percé dans le clapet et dans la tige (7) liés mécaniquement au piston-moteur. The pressure at A is transmitted to the engine piston (5) through the orifice (6) axially drilled in the valve and in the rod (7) mechanically linked to the engine piston.
Le piston-moteur (5) a son mouvement contrecarré par le ressort (8) appliqué d'un côté sur le corps (1) et de l'autre côté sur une entretoise (9) solidaire de la tige du piston (5) guidée par des colonnes (15).The piston-engine (5) has its movement counteracted by the spring (8) applied on one side to the body (1) and on the other side to a spacer (9) integral with the guided piston rod (5) by columns (15).
Lorsque la pression en A atteint une valeur prédéterminée correspondant au tarage de la soupape, l'effort de la pression sur le piston (5) devenant supérieur au tarage du
ressort, le piston (5) se déplace, venant de ce fait déplacer le clapet et donc ouvrir la
soupape.When the pressure at A reaches a predetermined value corresponding to the calibration of the valve, the force of the pressure on the piston (5) becoming greater than the calibration of the
spring, the piston (5) moves, thereby moving the valve and therefore opening the
valve.
Par effet inverse, lorsque la pression en A descend en-dessous d'une certaine valeur,
le ressort rappelle le piston (5) et donc le clapet (2) sur son siège, fermant de ce fait la
soupape.Conversely, when the pressure at A drops below a certain value,
the spring recalls the piston (5) and therefore the valve (2) on its seat, thereby closing the
valve.
L'étanchéité de l'appareil vers l'extérieur devant être parfaite, on notera le soufflet (10)
soudé d'une part sur la tige (7) et sur l'entretoise (11) du corps (t), une garniture de
sécurité (12 ) étant prévue avec un détecteur de fuite éventuelle monté sur trou fileté C
de l'entretoise (
De même l'étanchéité du piston vers l'extérieur est assurée par le soufflet (13), soudé
d'une part sur le piston (5), et d'autre part sur ladite entretoise (11), une garniture de
sécurité étant prévue en partie arrière (14) du piston avec un détecteur de fuite disposé
dans un trou fileté (D) de l'entretoise (11).The tightness of the device to the outside must be perfect, note the bellows (10)
welded on the one hand to the rod (7) and to the spacer (11) of the body (t), a lining of
safety (12) being provided with a possible leak detector mounted on threaded hole C
of the spacer (
Likewise, the piston is sealed to the outside by the bellows (13), welded
on the one hand on the piston (5), and on the other hand on said spacer (11), a lining of
safety being provided in the rear part (14) of the piston with a leak detector arranged
in a threaded hole (D) of the spacer (11).
L'étanchéité vers l'extérieur du fluide présent sur le piston est assurée par le cylindre
fermé (16).The outward leakage of the fluid present on the piston is ensured by the cylinder
closed (16).
L'ensemble entretoise (1 1 r et cylindre (16) est maintenu rigidement au corps à l'aide des
colonnes tirants (15). Lorsque l'étanchéité demandée doit être parfaite,l'entretoise (11)
sera soudé sur le corps (I) en G et le cylindre (16) sur l'entretoise (11) en H. Des joints
(21) et (22) disposés dans la zone inférieure, entre les parties à souder, permettent de faire les essais de bon fonctionnement avant soudure.The spacer assembly (1 1 r and cylinder (16) is rigidly held to the body using the
pulling columns (15). When the requested seal must be perfect, the spacer (11)
will be welded on the body (I) in G and the cylinder (16) on the spacer (11) in H. Joints
(21) and (22) arranged in the lower zone, between the parts to be welded, make it possible to carry out the tests of correct operation before welding.
De même, le siège (3), s'il n'est pas monobloc avec le corps (1), pourra être soudé en
partie supérieure I ,un joint (23) disposé sur le portage permettant de faire les essais
avant soudure.Similarly, the seat (3), if it is not in one piece with the body (1), can be welded in
upper part I, a seal (23) disposed on the portage for carrying out the tests
before welding.
Dans le cas illustré par la vue de détail agrandie figure 2, on notera que le clapet (2) a
un mouvement légèrement indépendant par rapport à la tige (7) aeu E et jeu F),
l'étanàhéité étant garantie par les joints (26).In the case illustrated by the enlarged detail view in FIG. 2, it will be noted that the valve (2) has
a slightly independent movement with respect to the rod (7) aeu E and clearance F),
the watertightness being guaranteed by the seals (26).
II est évident que selon les cas d'utilisation, les réalisations pourront varier légèrement. It is obvious that, depending on the use cases, the designs may vary slightly.
En particulier dans le cas présenté sur la figure 1, pour une facilité de montage, la tige
(7) sera munie à la partie supérieure d'une pièce (17) liée rigidement à la tige (7) formant
butée supérieure, la butée inférieurs étant constituée d'un épaulement (24) de la tige (7)
entre lesquelles coulissera le clapet (2).In particular in the case presented in FIG. 1, for ease of assembly, the rod
(7) will be provided at the upper part with a part (17) rigidly connected to the rod (7) forming
upper stop, the lower stop consisting of a shoulder (24) of the rod (7)
between which the valve (2) will slide.
Parexemple, lorsque le fluide est àtempérature élevée, on retiendra une solution, où le
clapet (2 ) et la tige (7) seront monobloc, et la tige (7 ) sera liée étanche au piston (5),
soit par soudure, soit à l'aide d'un soufflet ou d'une membrane permettant un léger mou
vement relatif par exemple à la base.For example, when the fluid is at high temperature, a solution will be retained, where the
valve (2) and the rod (7) will be in one piece, and the rod (7) will be tightly connected to the piston (5),
either by welding, or using a bellows or a membrane allowing a slight slack
relative relative for example to the base.
La plupart des installations industrielles de pointe rencontrent actuellement de grandes
difficultés avec les soupapes de sûreté. Par exemple, dans l'énergie nucléaire, un tel
problème n'est actuellement pas résolu de façon satisfaisante.Most advanced industrial facilities are currently experiencing large
difficulties with safety valves. For example, in nuclear power, such
problem is not currently resolved satisfactorily.
La soupape de sûreté, objet de la présente invention, apporte une solution aux
problèmes posés. The safety valve, object of the present invention, provides a solution to
problems raised.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8812943A FR2637346A1 (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Safety valve with a mechanically-driven shutter and reinforced sealing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8812943A FR2637346A1 (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Safety valve with a mechanically-driven shutter and reinforced sealing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2637346A1 true FR2637346A1 (en) | 1990-04-06 |
Family
ID=9370650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8812943A Withdrawn FR2637346A1 (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Safety valve with a mechanically-driven shutter and reinforced sealing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2637346A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4241344A1 (en) * | 1992-12-09 | 1994-06-16 | Hammelmann Paul Maschf | Safety valve for high pressure pumps, high pressure water jet machines or the like |
-
1988
- 1988-09-30 FR FR8812943A patent/FR2637346A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4241344A1 (en) * | 1992-12-09 | 1994-06-16 | Hammelmann Paul Maschf | Safety valve for high pressure pumps, high pressure water jet machines or the like |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |