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PERFECTIONNEMENTS AUX SOUPAPES'DE'DECOMPRESSION.
La présente invention se rapporte aux soupapes de décompres- sion telles que celles qui sont utilisées dans des mécanismes hydrauliques pour permettre à un fluide hydrauliques par exemple dans une conduite sous pressions de s'échapper lorsque sa pression dépasse une valeur prédétermi- née.
Dans certaines soupapes de décompression existantes l'élément obturateur, lorsqu'il est fermé, est maintenu sur son siège par un ressort., mais'bien- qu'il soit désirable que la force nécessaire pour ouvrir la sou- pape ou pour la maintenir ouverte dépende uniquement de la puissance, du ressort, la disposition est telle qu'un parfait équilibre des pressions ne peut être réalisa quelle que soit la pression dans les orifices d'admis- sion ou d'échappement, et que la soupape soit ouverte ou fermée, L'inven- tion a pour but de procurer une soupape de-décompression qui soit en équi- libre hydraulique dans toutes les conditionne
Suivant la présente invention-,
un montage de soupape de décom- pression comprend un cylindre principal contenant un piston qui porte sur une face une soupape de décompression traversant une ouverture dans la pa- roi d'une chambre de pression- définie partiellement par cette face- du pis- ton, un moyen dadmettre du fluide sous pression à la chambre de pression., un ressort agissant sur le piston et tendant à maintenir la soupape de dé- compression- dans la position de fermeture pour laquelle l'échappement du fluide à travers ladite ouverture vers une chambre de décompression est em- péché,
un moyen de permettre un écoulement limité du fluide vers une chambre-.' de soupape pilote qui est partiellement délimitée par l'autre face du pis- ton et qui est ouverte par une soupape pilote à ressort lorsque la pression y dépasse la valeur pour laquelle la soupape pilote est réglée-, un prolon- gement de la soupape de décompression qui s'adapte dans un cylindre auxi- liaire de même section que l'ouverture que traverse la soupape de décompres-
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sion, et un passage raccordant la chambre de la soupape pilote au cylin- dre auxiliaire.
Dans une forme d'exécution de l'invention,la soupape de dé- compression est 'reliée à son prolongement par une partie étranglée de plus faible section que ladite ouverture, et cette ouverture constitue un siè- ge pour une surface formée sur la soupape de décompression à proximité de la partie étranglée.
Pour simplifier la constructions le montage de soupape de dé- compression comprend de préférence un corps ayant un alésage uniforme ser- vant de cylindre principal, tandis que la chambre de décompression et le cylindre auxiliaire sont formés dans un manchon qui s'adapte- et est logé dans ledit alésage. La soupape pilote peut être placée dans un second alé- sage pratiqué dans le corpso
Le passage raccordant la chambre de la soupape pilote au cy- lindre auxiliaire est de préférence constitué par un alésage traversant le piston, la soupape de décompression et le prolongement de celle-ci.
L'invention peut être réalisée de différentes manières; à titre d'exemple, une construction particulière de soupape de décompression desti- née à être montée dans une conduite sous pression hydraulique sera décrite ci-après, avec référence au dessin annexé, qui est une coupe verticale de la soupape.
La soupape comprend un corps principal 10 présentant un alésa- ge uniforme 11 de diamètre relativement grand, et un alésage étroit 12 pa- rallèle au premier. Une partie du grand alésage constitue le cylindre prin- cipal de la soupape de décompression tandis que dans une autre partie est logé l'organe qui sera appelé ci-après bloc de soupape de décompression 13 et qui contient la chambre de décompression 14 disposée entre le siège 15 de la soupape de décompression et un cylindre auxiliaire 16, tous ces élé- ments étant coaxiauxo Le siège 15 de la soupape de décompression a le même diamètre que le cylindre auxiliaire 16.
Le cylindre principal contient un piston 17 dont la tige cylin- drique 18 a un diamètre légèrement plus grand que celui du siège de la sou- pape de décompression et présente une surface conique 19 destinée à se po- ser sur ledit siège. Au delà de ce siège conique la tige cylindrique a un diamètre réduit pour former un étranglement 20, au delà duquel le diamè- tre augmente pour constituer un prolongement cylindrique 21 qui s'adapte dans le cylindre auxiliaire 16. Dans l'autre face du piston est prévu un évidement peu profond constituant un siège pour le ressort de soupape 22.
Ce dernier est un ressort de compressionhélicoidal dont l'autre extrémité s'appuie contre une butée réglable 23 supportée par un chapeau d'extrémité 24 qui est vissé dans une extrémité du grand alésage 11 et qui ferme celle-ci de façon étanche.
L'autre extrémité du grand alésage présente un évidement annu- laire de plus grand diamètre, destiné à recevoir une bride formée à une ex- trémité du bloc 13 de la soupape de décompression, cette bride étant calée par un couvercle vissé 25.
Le bloc de la soupape de décompression comporte une partie mé- diane de section réduite 26, mais les parties cylindriques de part et d'au- tre de cette partie rétrécie s'adaptent étroitement dans le grand alésage et l'étanchéité est assurée par des joints de pression 27. La partie ré- trécie est en communication avec la chambre de décompression 14 par l'inter- médiaire de passages 28 pratiqués dans le bloc de décompression.
Le grand alésage est donc divisé en trois chambres. L'une de
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celles-ci est une chambre annulaire 29 limitée par la partie rétrécie 26 du bloc de la soupape de décompression et est raccordée par une ouverture 30 à une conduite de décompression, de telle sorte qu'elle est toujours à basse pression. La seconde chambre ou chambre de pression 31 se trouve en- tre le piston et le bloc de la soupape de décompression et communique par une ouverture 32 avec la conduite sous pression de telle sorte que cette chambre est toujours soumise à la pleine pression du fluide hydraulique.
La troisième chambre 33 se trouve de l'autre côté du piston et contient le ressort 22.
La troisième chambre 33 communique avec la chambre de pression par un petit canal 34 de telle sorte que, normalement le fluide y est main- tenu à la pression de la conduite sous pressiono @
Dans le petit alésage 12 est prévu un siège 35 pour une soupape pilote 36 qui y est appliquée normalement par un ressort de compression 37.
L'autre extrémité de ce ressort s'appuie contre une butée réglable 38 de sorte que sa charge peut Être modifiée. Sur le côté sous pression du siè- ge de la soupape pilote: c'est-à-dire sur le côté du siège opposé à celui contre lequel la soupape pilote est appliquée, se trouve une chambre 39 qui à tout moment communique par un passage transversal 40 avec la chambre 33 du grand alésage, ces deux chambres et ledit passage étant appelés ici .
chambre de la soupape pilotée La chambre 41 sur le côté basse pression du siège de la soupape pilote communique par = passage transversal 42 avec la chambre annulaire 29 du grand alésage, et est donc toujours à basse pres- siono
L'organe combiné piston et soupape de décompression 18 - 21 présente sur toute sa longueur un alésage longitudinal 43 qui met la cham- bre de la soupape pilote en communication constante avec le cylindre auxi- liaire 44 au delà de 1-'extrémité' du prolongement 21 de la soupape de dé- compression.
Le dispositif fonctionne de la manière suivanteo Dans les conditions normalesc'est-à-dire lorsque la pression du fluide hydrauli- que dans la conduite sous pression est inférieure à la valeur maximum ad- missible,la chambre de pression 31 du grand alésage et la chambre 33, 39, 40 de la soupape pilote sont toutes les deux remplies de fluide à la pres- sion de la conduite.
Les forces agissant sur l'organe combiné piston et soupape de décompression 18 - 21 tendant à maintenir l'organe sur son siè- ge 15 seront égales à la force du ressort 22 plus le produit de la pres- sion de la conduite par la surface du piston-. Il s'y oppose une force consistant dans le produit de la pression de la conduite par la surface du piston moins la surface du siège 15 de la soupape de décompression, plus le produit de la pression de la conduite par la surface du prolongement 21 de la soupape de décompression. Or., comme la surface terminale du prolon- gement de la soupape de décompression est égale à la surface du siège de la soupape de décompression, la force antagoniste sera égale au produit de la pression de la conduite par la surface du piston.
Ainsi la force de fermeture résultante sera indépendante de la pression de la conduite ou de toutes les surfaces précitées. De même, puisque la surface du siège 15 de la soupape est égale à celle du prolongement 21 de la soupape de décompres- sion, la. force de fermeture nette sera indépendante de la pression dans la chambre de décompression 14. La force de fermeture résultante sur la sou- pape de décompression dépend donc en fait uniquement de la charge du res- sort 22.
Si la pression dans la conduite s'élève au-dessus de la valeur prédéterminée, c'est-à-dire la valeur pour laquelle la soupape pilote 36 se soulève, la soupape pilote souvre et permet au fluide de s'échapper de la chambre de soupape pilote 33, 39, 34 en vue de la décompression. Vu l'écou- lement étranglé vers la chambre de la soupape pilote par le petit canal 34,
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la pression de la conduite agit plus que sur la face du piston qui délimite la chambre de pression 31, et non sur la face du piston qui délimite la chambre de la soupape pilote 33.
L'équilibre des pressions sur le piston est donc détruit et lorsque la force agissant sur le piston et due à la différence de pression, dépasse l'effort du ressort 22, le piston écarte la soupape de décompression 14 de son siège, limitant ainsi la pression dans la conduite à la valeur désiréeo
Le même processus de décompression se reproduirait si la pres- sion du fluide dans la conduite venait à s'élever à nouveau.
REVENDICATIONS.
1.- Montage de soupape de décompression comprenant un cylindre principal, contenant un piston qui porte d'un côté une soupape de décompres- sion traversant une ouverture dans la paroi d'une chambre de pression dé- limitée partiellement par cette face du piston, un moyen de admettre du flui- de sous pression à la chambre de pression,
un ressort agissant sur le pis- ton et tendant à maintenir la soupape de décompression dans la position de fermeture dans laquelle l'échappement du fluide sous pression à travers ladite ouverture vers une chambre de décompression est empêchée un moyen d'admettre une quantité réduite de fluide sous pression à une chambre de soupape pilote qui est partiellement limitée par l'autre face du piston et qui est évacuée par une soupape pilote à ressort lorsque la pression y dé- passe la valeur pour laquelle la soupape pilote est -réglée.,
un prolongement de la soupape de décompression qui travaille dans un cylindre auxiliaire de même section que couverture que traverse la soupape de décompression.\! et un passage raccordant la chambre de la soupape pilote au cylindre auxiliai- reo
2.- Montage de soupape de décompression suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la soupape de décompression est reliée à son prolongement par un étranglement de plus faible section que ladite ouver- ture, et cette ouverture constitue un siège pour une surface formée sur la soupape de décompression près de l'étranglement.
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IMPROVEMENTS TO THE 'DE'DECOMPRESSION VALVES.
The present invention relates to pressure relief valves such as those which are used in hydraulic mechanisms to allow hydraulic fluid, for example in a pressurized line, to escape when its pressure exceeds a predetermined value.
In some existing pressure relief valves the shutter member, when closed, is held in its seat by a spring., But, although it is desirable that the force necessary to open the valve or to maintain it is desirable. open depends only on the power, the spring, the arrangement is such that a perfect balance of pressures cannot be achieved whatever the pressure in the inlet or outlet ports, and whether the valve is open or closed, the object of the invention is to provide a decompression valve which is in hydraulic equilibrium under all conditions.
According to the present invention,
a decompression valve assembly comprises a main cylinder containing a piston which carries on one face a decompression valve passing through an opening in the wall of a pressure chamber - partially defined by this face - of the piston, a means for admitting pressurized fluid to the pressure chamber., a spring acting on the piston and tending to maintain the decompression valve in the closed position for which the escape of the fluid through said opening to a chamber decompression is prevented,
a means of permitting limited flow of fluid to a chamber. ' pilot valve which is partially delimited by the other face of the piston and which is opened by a spring-loaded pilot valve when the pressure therein exceeds the value for which the pilot valve is set - an extension of the decompression which fits in an auxiliary cylinder with the same cross-section as the opening through which the decompression valve passes.
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tion, and a passage connecting the pilot valve chamber to the auxiliary cylinder.
In one embodiment of the invention, the pressure relief valve is connected to its extension by a constricted part of smaller section than said opening, and this opening constitutes a seat for a surface formed on the valve. decompression near the choked part.
To simplify construction, the pressure relief valve assembly preferably comprises a body having a uniform bore serving as the main cylinder, while the pressure relief chamber and the auxiliary cylinder are formed in a sleeve which fits and is. housed in said bore. The pilot valve can be placed in a second bore made in the body.
The passage connecting the chamber of the pilot valve to the auxiliary cylinder is preferably formed by a bore passing through the piston, the decompression valve and the extension thereof.
The invention can be implemented in different ways; By way of example, a particular construction of a pressure relief valve for mounting in a hydraulic pressure line will be described hereinafter, with reference to the accompanying drawing, which is a vertical section of the valve.
The valve comprises a main body 10 having a uniform bore 11 of relatively large diameter, and a narrow bore 12 parallel to the first. Part of the large bore constitutes the main cylinder of the decompression valve while in another part is housed the member which will be called the decompression valve block 13 hereafter and which contains the decompression chamber 14 disposed between the seat 15 of the decompression valve and an auxiliary cylinder 16, all of which are coaxial. The seat 15 of the decompression valve has the same diameter as the auxiliary cylinder 16.
The main cylinder contains a piston 17, the cylindrical rod 18 of which has a diameter slightly larger than that of the seat of the decompression valve and has a conical surface 19 intended to rest on said seat. Beyond this conical seat, the cylindrical rod has a reduced diameter to form a constriction 20, beyond which the diameter increases to form a cylindrical extension 21 which fits into the auxiliary cylinder 16. In the other face of the piston A shallow recess is provided to provide a seat for the valve spring 22.
The latter is a helical compression spring, the other end of which rests against an adjustable stop 23 supported by an end cap 24 which is screwed into one end of the large bore 11 and which closes the latter in a sealed manner.
The other end of the large bore has an annular recess of larger diameter, intended to receive a flange formed at one end of the block 13 of the decompression valve, this flange being wedged by a screwed cover 25.
The decompression valve block has a reduced section middle portion 26, but the cylindrical portions on either side of this narrowed portion fit tightly into the large bore and the seal is provided by pressure seals 27. The constricted portion is in communication with the decompression chamber 14 through passages 28 made in the decompression block.
The large bore is therefore divided into three chambers. One of
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this is an annular chamber 29 limited by the constricted portion 26 of the pressure relief valve block and is connected through an opening 30 to a pressure relief line, so that it is always at low pressure. The second chamber or pressure chamber 31 is located between the piston and the decompression valve block and communicates through an opening 32 with the pressure line such that this chamber is always subjected to the full pressure of the hydraulic fluid. .
The third chamber 33 is on the other side of the piston and contains the spring 22.
The third chamber 33 communicates with the pressure chamber by a small channel 34 so that the fluid is normally held there at the pressure of the pressurized line.
In the small bore 12 there is a seat 35 for a pilot valve 36 which is applied there normally by a compression spring 37.
The other end of this spring rests against an adjustable stopper 38 so that its load can be changed. On the pressurized side of the seat of the pilot valve: that is to say on the side of the seat opposite to that against which the pilot valve is applied, there is a chamber 39 which at all times communicates by a passage transverse 40 with the chamber 33 of the large bore, these two chambers and said passage being called here.
pilot valve chamber The chamber 41 on the low pressure side of the pilot valve seat communicates by = transverse passage 42 with the annular chamber 29 of the large bore, and is therefore always at low pressure.
The combined piston and decompression valve 18 - 21 has a longitudinal bore 43 over its entire length which places the pilot valve chamber in constant communication with the auxiliary cylinder 44 beyond the 'end' of the valve. extension 21 of the pressure relief valve.
The device works as follows: Under normal conditions, that is to say when the pressure of the hydraulic fluid in the pressurized line is lower than the maximum allowable value, the pressure chamber 31 of the large bore and the pilot valve chamber 33, 39, 40 are both filled with fluid to the pressure of the line.
The forces acting on the combined piston and decompression valve 18 - 21 tending to keep the member in its seat 15 will be equal to the force of the spring 22 plus the product of the pressure of the pipe by the surface. piston-. This is opposed by a force consisting of the product of the line pressure multiplied by the area of the piston minus the area of the seat 15 of the decompression valve, plus the product of the pressure of the line by the area of the extension 21 of the decompression valve. Now, since the terminal area of the extension of the decompression valve is equal to the area of the seat of the decompression valve, the counteracting force will be equal to the product of the pressure of the line and the area of the piston.
Thus the resulting closing force will be independent of the pressure of the pipe or of all the aforementioned surfaces. Likewise, since the area of the valve seat 15 is equal to that of the extension 21 of the pressure relief valve, 1a. The net closing force will be independent of the pressure in the decompression chamber 14. The resulting closing force on the decompression valve therefore depends in fact only on the load of the spring 22.
If the pressure in the line rises above the predetermined value, i.e. the value at which the pilot valve 36 lifts, the pilot valve opens and allows fluid to escape from the chamber. pilot valve 33, 39, 34 for decompression. Given the constricted flow to the pilot valve chamber through small channel 34,
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the pressure of the pipe acts more than on the face of the piston which delimits the pressure chamber 31, and not on the face of the piston which delimits the chamber of the pilot valve 33.
The balance of the pressures on the piston is therefore destroyed and when the force acting on the piston and due to the pressure difference exceeds the force of the spring 22, the piston moves the decompression valve 14 away from its seat, thus limiting the pressure. pressure in the pipe to the desired value
The same decompression process would be repeated if the fluid pressure in the line were to rise again.
CLAIMS.
1.- Decompression valve assembly comprising a main cylinder, containing a piston which carries on one side a decompression valve passing through an opening in the wall of a pressure chamber partially delimited by this face of the piston, a means of admitting fluid under pressure to the pressure chamber,
a spring acting on the piston and tending to maintain the decompression valve in the closed position in which the escape of pressurized fluid through said opening to a decompression chamber is prevented means of admitting a reduced amount of fluid under pressure to a pilot valve chamber which is partially limited by the other face of the piston and which is discharged by a spring-loaded pilot valve when the pressure there exceeds the value for which the pilot valve is set.,
an extension of the decompression valve which works in an auxiliary cylinder with the same section as the cover through which the decompression valve passes. \! and a passage connecting the chamber of the pilot valve to the auxiliary cylinder.
2.- Decompression valve assembly according to claim 1, characterized in that the decompression valve is connected to its extension by a constriction of smaller section than said opening, and this opening constitutes a seat for a surface. formed on the pressure relief valve near the throttle.