FR2638503A1 - DISCHARGE DISCHARGE DISC DISCHARGE VALVE FOR DISCHARGING A FLUID - Google Patents
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Abstract
a) Vanne à disques à manchon de décharge amovible pour l'écoulement d'un fluide. b) caractérisée en ce qu'elle comprend : - un corps de vanne 10, 11 présentant une cavité intérieure munie d'un orifice d'entrée de fluide 15 et d'un orifice de sortie de fluide 16; - un disque amont 22 supporté en rotation dans la cavité du corps de vanne et comportant un passage de fluide 27, 28 destiné à conduire du fluide; - des moyens 24 pour faire tourner ce disque amont; - un disque aval 31 placé en regard et contre le disque amont dans la cavité du corps de vanne, ce disque aval comportant un passage de fluide 29, 30 destiné à conduire le fluide provenant du passage de fluide du disque amont; - un élément d'insertion tubulaire 33 supporté dans le corps de vanne de manière à conduire le fluide provenant du passage de fluide du disque aval vers l'orifice de sortie; - des moyens pour verrouiller l'élément d'insertion avec le corps de vanne; - et des moyens 32 pour verrouiller le disque aval avec l'élément d'insertion; - cet élément d'insertion comprenant une partie tronconique à section transversale circulaire. c) L'invention concerne une vanne à disques à manchon de décharge amovible pour l'écoulement d'un fluide.a) Disc valve with removable relief sleeve for fluid flow. b) characterized in that it comprises: - a valve body 10, 11 having an internal cavity provided with a fluid inlet port 15 and a fluid outlet port 16; an upstream disc 22 rotatably supported in the cavity of the valve body and comprising a fluid passage 27, 28 intended to conduct the fluid; - Means 24 for rotating this upstream disc; a downstream disc 31 placed opposite and against the upstream disc in the cavity of the valve body, this downstream disc comprising a fluid passage 29, 30 intended to conduct the fluid coming from the fluid passage of the upstream disc; - a tubular insertion element 33 supported in the valve body so as to conduct the fluid coming from the fluid passage of the downstream disc towards the outlet orifice; - means for locking the insert element with the valve body; - And means 32 for locking the downstream disc with the insertion element; - This insertion element comprising a frustoconical part with a circular cross section. c) The invention relates to a disc valve with a removable discharge sleeve for the flow of a fluid.
Description
"Vanne à disques à manchon de décharge amovible pour l'écoulement d'un"Disc valve with removable discharge sleeve for the flow of a
fluide" L'invention concerne une vanne à disques à manchon de décharge amovible pour l'écoulement d' un fluide. Cette vanne est munie d'éléments de disques pouvant se déplacer d'un mouvement relatif, chacun de des éléments comportant une ouverture de fluide pouvant être amenée en alignement ou hors correspondance pour transmettre ou non un fluide à un orifice de décharge. Plus particulièrement, l'invention concerne des perfectionnements d'une telle vanne comprenant un orifice de décharge formé, en aval de disques, par un manchon fixé solidement au corps de The invention relates to a disc valve with a removable discharge sleeve for fluid flow, which valve is provided with disc elements which can move relative to one another, each of the elements having an opening of fluid that can be brought into alignment or out of correspondence in order to transmit a fluid to a discharge orifice, or more particularly, the invention relates to improvements of such a valve comprising a discharge orifice formed, downstream of disks, by a sleeve. firmly attached to the body of
vanne.valve.
Cette invention concerne une vanne comportant un disque fixe et un disque rotatif montés l'un contre l'autre. Ces disques sont munis chacun d'au moins un orifice permettant de régler le débit de fluide par la taille des trous percés dans les disques ainsi que par un degré d'alignement. Le mouvement angulaire d'un disque par rapport à l'autre à l'intérieur du corps de vanne est obtenu en faisant tourner une poignée située à l'extérieur du corps de vanne. On peut déplacer le disque pour faire passer la vanne depuis une position complètement ouverte dans laquelle le trou ou les trous d'un disque sont alignés avec le trou ou les trous de l'autre disque pour obtenir un débit maximum, jusqu'à une position complètement fermée dans laquelle le trou ou les trous des disques ne sont pas alignés et sont bloqués par This invention relates to a valve having a fixed disc and a rotating disc mounted against each other. These disks are each provided with at least one orifice for adjusting the fluid flow rate by the size of the holes drilled in the disks and by a degree of alignment. The angular movement of one disc relative to the other within the valve body is achieved by rotating a handle located outside the valve body. The disk can be moved to move the valve from a fully open position in which the hole or holes of one disk are aligned with the hole or holes of the other disk for maximum flow, up to a position completely closed in which the hole or holes of the disks are not aligned and are blocked by
des parties pleines du disque en regard. solid parts of the disc facing.
Des vannes de de type sont particulièrement utiles pour commander le débit de fluides provenant de puits de pétrole et de gaz ou analogues. Une telle vanne est utilisée pour commander le débit de fluides de puits qui peuvent contenir des produits de contamination abrasifs tels que des particules de sable. Un tel fluide, lorsqu'il pénètre dans la vanne, peut se trouver sous une pression extrêmement élevée de l'ordre de 20,68 À 106 Pa par exemple. Les ouvertures des disques présentent une section plus petite que celle d'une chambre d'entrée amont, ou d'une chambre de décharge aval formées dans un corps de vanne. La diminution de section à hauteur de l'ouverture des disques provoque une accélération du fluide passant à travers les ouvertures. Le fluide accéléré sortant de l'ouverture du disque aval pénètre dans une chambre de décharge présentant une section Valves of the type are particularly useful for controlling the flow of fluids from oil and gas wells or the like. Such a valve is used to control the flow of well fluids that may contain abrasive contaminants such as sand particles. Such a fluid, when it enters the valve, can be under an extremely high pressure of the order of 20.68 to 106 Pa for example. The openings of the disks have a smaller section than an upstream inlet chamber, or a downstream discharge chamber formed in a valve body. The reduction in section at the height of the opening of the discs causes an acceleration of the fluid passing through the openings. The accelerated fluid exiting the opening of the downstream disk enters a discharge chamber having a section
supérieure à la section de l'ouverture du disque aval. greater than the section of the opening of the downstream disk.
Du fait de la construction de la chambre de décharge, en particulier lorsque celle-ci est formée par un manchon amovible placé dans le corps de vanne, il en résulte une chute importante de pression du fluide passant à travers le manchon. Son effet est de réduire la capacité de la vanne et, du fait de la mise en oeuvre d'un manchon amovible, de réduire les variations brusques des conditions d'écoulement du fluide à hauteur de l'ouverture du manchon, variations se traduisant par des turbulences, en particulier à la sortie de la vanne qui n'est pas protégée par le Due to the construction of the discharge chamber, particularly when the latter is formed by a removable sleeve placed in the valve body, this results in a significant drop in pressure of the fluid passing through the sleeve. Its effect is to reduce the capacity of the valve and, because of the implementation of a removable sleeve, to reduce sudden changes in the fluid flow conditions at the opening of the sleeve, variations resulting in turbulence, especially at the outlet of the valve which is not protected by the
manchon remplaçable.replaceable sleeve.
Dans les vannes de formes connues du type considéré ici, l'orifice de sortie est défini par une configuration transversale oblongue située immédiatement en aval du disque aval. La configuration oblongue résulte de la nécessité de former des ouvertures destinées à recevoir des tiges de retenue servant à fixer solidement le disque dans le corps de vanne. La surface de la configuration oblongue est réduite de l'épaisseur du manchon lorsqu'un tel manchon protecteur est nécessaire pour la chambre de sortie. La surface oblongue réduite du disque limite à son tour la taille maximum du disque pouvant être utilisé avec le manchon amovible, si on le compare par exemple à la taille de la chambre de sortie oblongue In valves of known shapes of the type considered here, the outlet orifice is defined by an oblong transverse configuration located immediately downstream of the downstream disk. The oblong configuration results from the need to form openings for receiving retaining rods for securely securing the disk in the valve body. The surface of the oblong configuration is reduced by the thickness of the sleeve when such a protective sleeve is required for the outlet chamber. The reduced oblong surface of the disk in turn limits the maximum size of the disk that can be used with the removable sleeve, as compared, for example, to the size of the oblong outlet chamber
obtenue lorsqu'on n'utilise pas de manchon amovible. obtained when not using a removable sleeve.
Un volume de transmission plus petit du fluide dans le manchon provoque une plus grande chute de pression du fluide passant à travers le manchon, en réduisant A smaller transmission volume of the fluid in the sleeve causes a greater pressure drop of the fluid passing through the sleeve, reducing
ainsi la capacité de la vanne.thus the capacity of the valve.
De plus, dans les vannes de formes connues utilisant des manchons amovibles au niveau de la chambre de sortie, le manchon est collé au corps de vanne par un adhésif tel qu'une colle époxy sur laquelle on compte également pour empêcher le passage In addition, in the valves of known shapes using removable sleeves at the outlet chamber, the sleeve is glued to the valve body by an adhesive such as an epoxy glue on which it also counts to prevent the passage
de fluide entre le manchon et le corps de vanne. of fluid between the sleeve and the valve body.
Lorsqu'il est nécessaire de remplacer le manchon, le corps de vanne doit être chauffé à une température suffisante pour ramollir la colle époxy de façon qu'on puisse retirer le manchon. Typiquement, il est classique de chauffer un corps de vanne & une température supérieure à 121'C pour ramollir effectivement la colle époxy de manière à pouvoir When it is necessary to replace the sleeve, the valve body should be heated to a temperature sufficient to soften the epoxy adhesive so that the sleeve can be removed. Typically, it is conventional to heat a valve body at a temperature above 121 ° C to effectively soften the epoxy glue so as to be able to
remplacer le manchon.replace the sleeve.
Vis-à-vis de ces dispositifs connus, la présente invention concerne une vanne à disques à manchons de décharge amovible pour l'écoulement d'un fluide: un corps de vanne présentant une cavité intérieure munie d'un orifice d'entrée de fluide et d'un orifice de sortie de fluide; un disque amont supporté en rotation dans la cavité du corps de vanne et comportant un passage de fluide destiné à conduire du fluide; des moyens pour faire tourner ce disque amont; un disque aval placé en regard et contre le disque amont dans la cavité de corps de vanne, ce disque aval comportant un passage de fluide destiné à conduire le fluide provenant du passage de fluide du disque amont; un élément d'insertion tubulaire supporté dans le corps de vanne de manière à conduire le fluide provenant du passage de fluide du disque aval vers l'orifice de sortie; des moyens pour verrouiller l'élément d'insertion avec le corps de vanne; et des moyens pour verrouiller le disque aval avec l'élément d'insertion; cet élément d'insertion comprenant une partie tronconique à section With regard to these known devices, the present invention relates to a disc valve with removable discharge sleeves for the flow of a fluid: a valve body having an interior cavity provided with a fluid inlet port and a fluid outlet port; an upstream disk rotatably supported in the cavity of the valve body and having a fluid passage for conducting fluid; means for rotating the upstream disk; a downstream disk placed opposite and against the upstream disk in the valve body cavity, this downstream disk having a fluid passage for conducting the fluid from the fluid passage of the upstream disk; a tubular insertion member supported in the valve body for conducting fluid from the fluid passage from the downstream disc to the outlet port; means for locking the insertion member with the valve body; and means for locking the downstream disk with the insertion element; this insertion element comprising a frustoconical part with section
transversale circulaire.circular cross.
Lorsqu'on le désire, on peut prévoir que, selon la présente invention, l'élément d'insertion tubulaire remplaçable comprenne une paroi d'extrémité munie d'un perçage pour limiter le débit de liquide déchargé de l'élément d'insertion tubulaire vers When desired, it can be provided that, according to the present invention, the replaceable tubular insert includes an end wall with a bore to limit the flow of liquid discharged from the tubular insert. towards
l'orifice de sortie du corps de vanne. the outlet port of the valve body.
De préférence, une surface d'appui d'étanchéité présentant une configuration annulaire est supportée par le noyau pour éviter le contact de frottement avec un joint d'étanchéité disposé entre le disque aval et le corps de vanne. Cette surface forme en même temps une limite au déplacement du joint d'étanchéité dans le cas par exemple d'un débit ou d'une pression de fluide inverse. Cette surface maintient dans ce cas le joint d'étanchéité en place Preferably, a sealing bearing surface having an annular configuration is supported by the core to prevent frictional contact with a seal disposed between the downstream disk and the valve body. This surface at the same time forms a limit to the displacement of the seal in the case for example of a flow rate or a reverse fluid pressure. This surface holds in this case the seal in place
entre le disque et le corps de vanne. between the disc and the valve body.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention, ainsi que d'autres, seront compris The features and advantages of the present invention, as well as others, will be understood
plus clairement à la lecture de la description more clearly on reading the description
détaillée qui suit et qui se réfère aux dessins ci- following which refers to the drawings below.
joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une vanne présentant les caractéristiques de la présente invention. - la figure 2 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de l'assemblage des différentes pièces illustrées à la figure i pour former la vanne de la présente invention; - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un élément de manchon placé dans la chambre de décharge de la vanne représentée aux figures i et 2; - la figure 4 est une vue plane de face de l'élément de manchon représenté à la figure 3; - la figure 5 est une vue plane arrière du manchon représenté à la figure 3; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI selon la figure 4; - la figure 7 est une vue agrandie et en coupe destinée à illustrer la relation entre un disque aval et le manchon représenté sur les figures 3 à 6; - la figure 8 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 7, illustrant une forme de réalisation d'un élément de manchon permettant d'obtenir une chute de pression prédéterminée à la sortie de la vanne; - la figure 9 est une vue d'extrémité suivant la ligne IX-IX de la figure 8; et - la figure 10 est une vue agrandie analogue à celle de la figure 2, mais représentant une forme préférée de réalisation de la bobine rotatrice de la vanne de joints in which: - Figure 1 is an exploded perspective view of a valve having the features of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of another embodiment of the assembly of the various parts illustrated in FIG. 1 to form the valve of the present invention; Fig. 3 is a cross-sectional view of a sleeve member disposed in the discharge chamber of the valve shown in Figs. 1 and 2; FIG. 4 is a front plan view of the sleeve element shown in FIG. 3; - Figure 5 is a rear plan view of the sleeve shown in Figure 3; - Figure 6 is a sectional view along the line VI-VI according to Figure 4; Figure 7 is an enlarged sectional view for illustrating the relationship between a downstream disc and the sleeve shown in Figures 3 to 6; FIG. 8 is a sectional view similar to that of FIG. 7, illustrating an embodiment of a sleeve element making it possible to obtain a predetermined pressure drop at the outlet of the valve; FIG. 9 is an end view along line IX-IX of FIG. 8; and FIG. 10 is an enlarged view similar to that of FIG. 2, but showing a preferred embodiment of the rotational coil of the valve of FIG.
la présente invention.the present invention.
Les figures 1 et 2 représentent une vanne comprenant un corps de vanne constitué de parties de corps 10 et 11 munies respectivement de collerettes 12 et 13. La collerette 13 comporte des trous de perçages taraudés destinés à recevoir les extrémités de boulons 14 passant dans des trous de perçage de la collerette 12 pour assembler les parties composant le corps de la vanne. Grâce à cette configuration, on peut accéder à l'intérieur de la vanne pour le montage des éléments internes. La partie de corps 10 comprend une partie d'entrée constituée par un moyeu agrandi 15 comportant une ouverture pourvue d'un pas de vis interne pour recevoir une partie d'extrémité filetée correspondante d'un tuyau. De la même manière, la partie de corps de vanne 11 est munie d'un moyeu agrandi 16 comportant une partie filetée intérieure pouvant recevoir Figures 1 and 2 show a valve comprising a valve body consisting of body portions 10 and 11 respectively provided with flanges 12 and 13. The flange 13 comprises tapped holes for receiving the ends of bolts 14 passing through holes piercing the flange 12 to assemble the component parts of the body of the valve. With this configuration, it is possible to access the interior of the valve for mounting the internal elements. The body portion 10 includes an inlet portion formed by an enlarged hub 15 having an opening provided with an internal thread for receiving a corresponding threaded end portion of a pipe. In the same way, the valve body portion 11 is provided with an enlarged hub 16 having an inner threaded portion capable of receiving
l'extrémité filetée d'un tuyau d'écoulement du fluide. the threaded end of a fluid flow pipe.
Comme on peut mieux le voir à la figure 2, l'entrée de la partie de corps 10 formée par le moyeu s'étend jusqu'à la cavité cylindrique 17. Un noyau 18 est monté à rotation dans cette cavité cylindrique 17. Des joints toriques 19 et 20 sont montés dans des rainures annulaires formées dans le noyau au voisinage de ses extrémités,- et forment des joints d'étanchéité avec le corps de vanne pour empêcher le passage de fluide entre le noyau et le corps de vanne. Le fluide amené à la vanne par l'entrée peut passer dans un passage 21 ménagé dans le noyau 18. Dans cette forme de réalisation, le passage 21 s'étend suivant la longueur du noyau. A l'extrémité du noyau 18 tournée vers la sortie de la vanne, la cavité 17 se prolonge au-delà de l'extrémité du noyau et une cavité 17A est réalisée sous la forme d'un prolongement de la cavité 17 dans la partie de corps 11. Un disque flottant 22 est disposé en position d'entraînement avec le noyau 18 par l'intermédiaire de tiges 23 pénétrant dans des ouvertures du disque 22 et dans des ouvertures correspondantes de la face d'extrémité du noyau 18. On peut faire tourner le noyau 18 par une poignée de commande 24 munie d'une partie d'extrémité filetée passant au travers d'une fente courbe 25 de la partie de corps de vanne 10. Cette partie d'extrémité filetée de la poignée 24 s'engage dans une ouverture filetée As best seen in Figure 2, the inlet of the body portion 10 formed by the hub extends to the cylindrical cavity 17. A core 18 is rotatably mounted in this cylindrical cavity 17. Seals O-rings 19 and 20 are mounted in annular grooves formed in the core near its ends, and form seals with the valve body to prevent fluid passage between the core and the valve body. The fluid supplied to the valve through the inlet can pass into a passage 21 formed in the core 18. In this embodiment, the passage 21 extends along the length of the core. At the end of the core 18 facing the outlet of the valve, the cavity 17 extends beyond the end of the core and a cavity 17A is formed in the form of an extension of the cavity 17 in the part of body 11. A floating disc 22 is disposed in driving position with the core 18 by means of rods 23 penetrating into openings of the disc 22 and in corresponding openings in the end face of the core 18. turn the core 18 by a control handle 24 provided with a threaded end portion passing through a curved slot 25 of the valve body portion 10. This threaded end portion of the handle 24 engages with in a threaded opening
26 formée dans le noyau 18.26 formed in the nucleus 18.
On remarquera que la fente 25 est située It will be noted that the slot 25 is located
dans le corps de vanne entre les deux joints toriques. in the valve body between the two O-rings.
Lorsqu'on fait tourner le noyau par la manoeuvre de la poignée, il tourne autour d'un axe correspondant à l'axe longitudinal de ce noyau. La rotation du noyau 18 communique un mouvement de rotation au disque 22 de façon que, dans la forme de réalisation représentée sur les figures 1 et 2, les ouvertures 27 et 28 du disque 22 puissent être amenées en position d'alignement ou de coïncidence, ou hors de cette position, avec les ouvertures correspondantes 29 et 30 d'un disque 31. Le disque 31 est maintenu en position fixe par rapport à la partie de corps 11 par des tiges d'ancrage 32 qui, comme on peut mieux le voir sur la figure 1, viennent se loger dans des ouvertures du disque 31 et dans des ouvertures correspondantes d'un When the core is turned by the operation of the handle, it rotates about an axis corresponding to the longitudinal axis of this core. The rotation of the core 18 communicates a rotational movement to the disc 22 so that, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the openings 27 and 28 of the disc 22 can be brought into alignment or coincidence position, or out of this position, with the corresponding openings 29 and 30 of a disc 31. The disc 31 is held in a fixed position relative to the body portion 11 by anchor rods 32 which, as can be better seen in Figure 1, are housed in openings of the disk 31 and in corresponding openings of a
manchon amovible 33.removable sleeve 33.
Suivant la figure 2, le disque amont 22 est déplacé angulairement à partir de la poignée 24 et par l'intermédiaire du noyau 18. Selon une variante de cette réalisation, le noyau pourra cependant être supprimé et dans ce cas, la tige 24 sera reliée directement au disque amont 22 au travers de la fente According to FIG. 2, the upstream disc 22 is displaced angularly from the handle 24 and through the core 18. According to a variant of this embodiment, the core may however be removed and in this case, the rod 24 will be connected. directly to the upstream disk 22 through the slot
25.25.
Le manchon 33, comme indiqué aux figures 3 à 6, comprend, selon la présente invention, une partie de sortie aval annulaire 35 et une partie amont 36 en forme générale de tronc de cône. La partie 36, comme on peut mieux le voir sur la figure 4, est munie à son extrémité amont de saillies 37 pénétrant dans la configuration conique de la partie de corps 11. Ces saillies sont pourvues de trous 32A recevant les tiges d'ancrage 32. La surface transversale du manchon est, sur toute sa longueur maximisée en capacité pour The sleeve 33, as indicated in FIGS. 3 to 6, comprises, according to the present invention, an annular downstream outlet portion 35 and an upstream portion 36 in the general shape of a truncated cone. Part 36, as best seen in Figure 4, is provided at its upstream end with projections 37 penetrating into the conical configuration of the body portion 11. These projections are provided with holes 32A receiving the anchor rods 32 The transverse surface of the sleeve is, over its entire length, maximized in capacity for
transporter le plus grand volume possible de fluide. carry as much fluid as possible.
De cette manière, une chute de pression plus faible est largement assurée par l'évasement formé par la partie en tronc de cône du manchon. Cet évasement réduit également les turbulences et l'orifice de sortie tubulaire de la partie 35 du manchon 33 est conçu pour s'adapter à l'orifice de sortie du corps de vanne de manière à empêcher une turbulence indésirable In this way, a lower pressure drop is largely ensured by the flare formed by the truncated cone portion of the sleeve. This flare also reduces turbulence and the tubular outlet port of the sleeve portion 33 is adapted to accommodate the outlet of the valve body to prevent undesirable turbulence.
dans sa partie non protégée ou non chemisée. in its unprotected or uncladged part.
Comme on peut le voir sur les figures 3, 5 et 6, des oreilles de fixation 40 sont formées à l'extérieur du manchon 33 en des points diamétralement opposes. Ces oreilles sont constituées par des saillies formées sur la surface extérieure du manchon et s'emboîtent dans des cavités représentées sur la figure 2, ces cavités étant formées dans la surface d'appui du manchon du corps de vanne du côté aval du disque 31. Le manchon de la présente invention est conçu pour éviter et supprimer la nécessité d'utiliser une colle époxy ou toute autre colle pour maintenir le manchon sur le corps de vanne. Le manchon 33 est retenu contre la surface d'appui, dans le corps de vanne, par la pression de fluide exercée sur le corps As can be seen in Figures 3, 5 and 6, attachment lugs 40 are formed outside the sleeve 33 at diametrically opposite points. These lugs are constituted by projections formed on the outer surface of the sleeve and fit into cavities shown in FIG. 2, these cavities being formed in the bearing surface of the sleeve of the valve body on the downstream side of the disc 31. The sleeve of the present invention is designed to avoid and eliminate the need for using an epoxy glue or other adhesive to hold the sleeve on the valve body. The sleeve 33 is held against the bearing surface in the valve body by the fluid pressure exerted on the body
de vanne à l'extrémité d'entrée. valve at the inlet end.
On peut constater à la figure 2 que la It can be seen in Figure 2 that the
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pression de fluide appliquée au noyau, que celui-ci se trouve ou non dans une position permettant de fournir du fluide à la partie de décharge, subit une chute de pression du fait que ce noyau comporte un passage de fluide qui est plus petit. Cette différence de pression ou la pression du fluide retenu par les disques crée une force suffisante pour maintenir les disques appliqués l'un contre l'autre et également pour presser avec une force suffisante le manchon contre le corps de vanne pour maintenir leur relation fluid pressure applied to the core, whether or not it is in a position to supply fluid to the discharge portion, experiences a pressure drop because the core has a smaller fluid passage. This pressure difference or fluid pressure retained by the discs creates sufficient force to hold the discs against each other and also to press the sleeve against the valve body with sufficient force to maintain their relationship.
de calage.cushioning.
Comme on peut mieux le voir à la figure 7, pour éviter un passage indésirable de fluide entre le manchon et le corps de vanne, on utilise un joint torique 42 logé dans un intervalle formé entre la surface périphérique extérieure du disque 31 et la paroi de la partie de corps de vanne 11. La disposition du joint torique est telle qu'il soit logé à hauteur de la ligne de séparation entre le manchon As best seen in FIG. 7, to avoid an undesirable passage of fluid between the sleeve and the valve body, an O-ring 42 is used housed in a gap formed between the outer peripheral surface of the disk 31 and the wall. the valve body portion 11. The arrangement of the O-ring is such that it is housed at the level of the line of separation between the sleeve
33 et la surface de siège du corps de vanne 11. 33 and the seating surface of the valve body 11.
Dans une forme préférée de réalisation de la présente invention, comme indiqué à la figure 10, le joint torique 42 est retenu au voisinage immédiat de son point voulu d'étanchéité par un prolongement cylindrique 43 du noyau 18. Ce prolongement 43 présente une paroi relativement mince aboutissant à un rebord plus épais 44 formé par un agrandissement du diamètre extérieur de la partie 43. La face d'extrémité du rebord 44 est suffisamment large pour bloquer le joint torique 42 et empêcher un déplacement indésirable l'écartant de son point d'étanchéité. Ce prolongement 43 du noyau sert en outre à faciliter le montage de la vanne en maintenant les disques 22 et 31 l'une contre l'autre, le disque amont 22 étant In a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 10, the O-ring 42 is retained in the immediate vicinity of its desired sealing point by a cylindrical extension 43 of the core 18. This extension 43 has a relatively thin end resulting in a thicker rim 44 formed by an enlargement of the outer diameter of the portion 43. The end face of the rim 44 is sufficiently wide to block the O-ring 42 and prevent undesirable movement away from its point of contact. seal. This extension 43 of the core further serves to facilitate the mounting of the valve by holding the discs 22 and 31 against each other, the upstream disc 22 being
verrouillé au noyau par les tiges 23. locked to the core by the rods 23.
Lors du fonctionnement normal de la vanne, la pression d'entrée est plus élevée que la pression de sortie, ce qui permet au fluide de s'écouler de l'entrée vers la sortie. Le débit est commandé par les positions relatives des ouvertures 27, 28, 29 et 30 des deux disques. Le joint torique 42 est maintenu en place par frottement et par la pression différentielle poussant ce joint torique vers le côté basse pression de la vanne. Dans le passé, des variations brusques des conditions d'écoulement du fluide en aval, du fait par exemple d'une fermeture de la vanne ou d'une chute brusque des conditions de débit, provoquaient un coup de bélier hydraulique conduisant, à la sortie, à une impulsion de pression momentanée plus élevée que la pression de fluide à l'entrée. Cette impulsion de pression peut, dans certains cas, être suffisamment grande pour déloger le joint d'étanchéité constitué par le joint torique. Lorsque l'étanchéité réalisée par le joint torique est interrompu, du fluide peut s'écouler entre les parois latérales du disque et la cavité formée dans le corps de vanne. Or, le matériau utilisé pour former le corps de vanne ne peut normalement supporter le cisaillement abrasif produit par le débit de dérivation du fluide, de sorte que des During normal operation of the valve, the inlet pressure is higher than the outlet pressure, allowing the fluid to flow from the inlet to the outlet. The flow rate is controlled by the relative positions of the openings 27, 28, 29 and 30 of the two discs. The O-ring 42 is held in place by friction and the differential pressure pushing this O-ring towards the low pressure side of the valve. In the past, abrupt changes in downstream fluid flow conditions, for example due to valve closure or a sudden drop in flow conditions, caused a hydraulic water hammer leading to the outlet. at a momentary pulse of pressure higher than the fluid pressure at the inlet. This pressure pulse can, in some cases, be large enough to dislodge the seal constituted by the O-ring. When the seal provided by the O-ring is interrupted, fluid may flow between the sidewalls of the disk and the cavity formed in the valve body. However, the material used to form the valve body can not normally withstand the abrasive shear produced by the bypass flow of the fluid, so that
détériorations irréparables se produisent. irreparable damage occur.
Dans d'autres cas, un retour de débit peut se produire pour une raison quelconque. Il s'établit alors, à travers la vanne un débit de fluide en sens inverse, c'est-à-dire de l'entrée vers la sortie, dont le résultat est le même que celui produit par un coup de bélier hydraulique. Le prolongement du noyau permet d'éviter, comme décrit ci-dessus, que dans ce cas, le joint torique d'étanchéité 42 soit délogé de son siège. La retenue formée par le prolongement peut être obtenue en dimensionnant ce prolongement de manière à éviter une friction ou un frottement pendant le réglage de la vanne lors de sa mise en oeuvre, et de manière à former une limite à la trajectoire du joint torique 42. Si un débit inverse ou une variation de pression en sens inverse se produisent, le joint torique d'étanchéité 42 ne se déplace que dans la mesure permise par la retenue assurée par le prolongement de la bobine rotatrice. L'amplitude du mouvement est telle que le joint torique 42 est retenue en place entre le disque et le corps de vanne, de sorte que lorsque les conditions de débit de pression normales sont rétablies dans la vanne, le joint torique reprend immédiatement sa position d'étanchéité convenable. L'utilisation d'un prolongement sur le noyau tournant présente l'avantage supplémentaire que la mise en place du joint torique 42, qui doit être coincé de manière étanche et uniforme autour de la périphérie du disque, peut être obtenue sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des In other cases, flow feedback may occur for any reason. It then establishes, through the valve a flow of fluid in the opposite direction, that is to say from the inlet to the outlet, the result of which is the same as that produced by a hydraulic ram. The extension of the core avoids, as described above, in this case, the O-ring 42 is dislodged from its seat. The restraint formed by the extension can be obtained by dimensioning this extension so as to avoid friction or friction during the adjustment of the valve during its implementation, and so as to form a limit to the trajectory of the O-ring 42. If a reverse flow or a reverse pressure variation occurs, the O-ring seal 42 moves only to the extent permitted by the restraint provided by the extension of the rotational coil. The range of motion is such that O-ring 42 is held in place between the disc and the valve body, so that when normal pressure flow conditions are restored in the valve, the O-ring immediately returns to its position. suitable sealing. The use of an extension on the rotating core has the additional advantage that the installation of the O-ring 42, which must be sealed and uniformly stuck around the periphery of the disc, can be obtained without being necessary to use
instruments spéciaux.special instruments.
Dans le passé, lorsque le joint torique 42 était placé au point d'étanchéité, il était classique de coincer le joint d'étanchéité en utilisant une lame pointue telle qu'un tournevis. Il n'était pas possible In the past, when the O-ring 42 was placed at the sealing point, it was conventional to wedge the seal using a sharp blade such as a screwdriver. It was not possible
d'obtenir un bon logement uniforme du joint torique. to obtain a good uniform housing of the O-ring.
Au contraire, en utilisant le prolongement de la bobine, on obtient une mise en place automatique du joint torique sur toute sa longueur. On peut cependant comprendre que la fonction de retenue du prolongement cylindrique peut être obtenue en utilisant par exemple un prolongement de la partie de carter 12 disposé de manière à faire saillie dans l'ouverture formée dans On the contrary, using the extension of the coil, we obtain an automatic placement of the O-ring along its entire length. However, it can be understood that the retention function of the cylindrical extension can be obtained by using, for example, an extension of the housing portion 12 arranged so as to project into the opening formed in
la partie de carter 11 pour recevoir les disques. the housing portion 11 to receive the disks.
Les figures 8 et 9 illustrent une autre forme de réalisation du manchon de décharge dans laquelle le manchon 33A est muni d'une paroi d'extrémité 45 à l'extrémité de décharge de la partie tubulaire 35A de ce manchon. La paroi d'extrémité 45 est munie d'une ouverture 46 destinée à conduire le fluide du manchon vers l'ouverture de sortie de décharge. L'ouverture 46 est dimensionnée de façon qu'on obtienne une chute de pression prédéterminée dans la vanne. Cette chute de pression fixe s'ajoute à une chute de pression variable produite par le réglage de débit des disques. La taille de l'ouverture 46 doit être choisie suivant l'application particulière pour laquelle la vanne été conçue. Ainsi, l'ouverture 46 doit être dimensionnée et percée en fonction d'exigences prédéterminées. De cette manière, il est possible de produire deux chutes de pression à l'intérieur de la vanne, et de réduire ou supprimer Figures 8 and 9 illustrate another embodiment of the discharge sleeve in which the sleeve 33A is provided with an end wall 45 at the discharge end of the tubular portion 35A of this sleeve. The end wall 45 is provided with an opening 46 for conducting fluid from the sleeve to the discharge outlet opening. The opening 46 is dimensioned so that a predetermined pressure drop is obtained in the valve. This fixed pressure drop adds to a variable pressure drop produced by the disk flow adjustment. The size of the opening 46 must be chosen according to the particular application for which the valve has been designed. Thus, the opening 46 must be sized and pierced according to predetermined requirements. In this way, it is possible to produce two pressure drops inside the valve, and to reduce or eliminate
ainsi les phénomènes de cavitation dans cette vanne. thus cavitation phenomena in this valve.
En plaçant l'ouverture de la paroi d'extrémité 45 au centre géométrique de cette paroi d'extrémité, on isole toute turbulence ou cavitation éventuelles au centre de l'orifice de sortie, ce qui évite les effets défavorables provoqués par la cavitation à l'endroit By placing the end wall opening 45 at the geometric center of this end wall, any possible turbulence or cavitation is isolated at the center of the outlet orifice, which avoids the adverse effects caused by cavitation at the end of the outlet wall. 'in law
des parois de l'orifice de sortie.walls of the outlet.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant aux formes préférées de réalisation des différentes figures, il est évident que d'autres formes de réalisations analogues peuvent être utilisées, ou que différentes modifications et additions peuvent être apportées aux formes de réalisation décrites ici pour effectuer les mêmes fonctions que celles de la présente invention sans s'écarter de celle-ci. Par suite, la présente invention ne doit pas être limitée à une seule forme de réalisation quelconque, mais doit au contraire être Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments of the various figures, it is obvious that other similar embodiments may be used, or that different modifications and additions may be made to the embodiments described herein. to perform the same functions as those of the present invention without departing therefrom. As a result, the present invention should not be limited to any one embodiment, but should instead be
interprétée au sens large suivant les revendications interpreted broadly according to the claims
ci-jointes.attached.
Claims (2)
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