FR2595152A1 - PRESSURE REGULATOR - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES MOYENS DE REGULATION AUTOMATIQUE DANS LES RESEAUX D'ALIMENTATION EN AIR COMPRIME. LE REGULATEUR, OBJET DE L'INVENTION, EST CARACTERISE NOTAMMENT EN CE QU'IL COMPORTE UNE SOUPAPE DE REGLAGE REALISEE SOUS FORME D'UNE BUSE 15 DISPOSEE ENTRE LA CAVITE 10 SITUEE AU-DESSOUS DE LA MEMBRANE 5 ET LA CAVITE 23 SITUEE AU-DESSUS DU PISTON DE LA SOUPAPE DE DECHARGE 14, L'EXTREMITE LIBRE 22 DE LA TIGE 8 ETANT LOGEE DANS LADITE SOUPAPE AVEC UN JEU PAR RAPPORT A SES PAROIS, ET D'UN OBTURATEUR TOROIDAL ELASTIQUE 16 MONTE AVEC SERRAGE SUR UNE GORGE ANNULAIRE 17 PRATIQUEE DANS LA TIGE 8 ET MISE EN COMMUNICATION AVEC L'ATMOSPHERE AU MOYEN D'UN CANAL RADIAL 19 ET D'UN CANAL AXIAL 20 DE LA TIGE 8. LE REGULATEUR EN QUESTION PEUT ETRE UTILISE DANS LES SYSTEMES PNEUMATIQUES DES MOYENS DE TRANSPORT.THE INVENTION RELATES TO MEANS OF AUTOMATIC REGULATION IN COMPRESSED AIR SUPPLY NETWORKS. THE REGULATOR, SUBJECT OF THE INVENTION, IS CHARACTERIZED IN PARTICULAR IN THAT IT INCLUDES AN ADJUSTING VALVE IN THE FORM OF A NOZZLE 15 ARRANGED BETWEEN CAVITY 10 LOCATED BELOW MEMBRANE 5 AND CAVITY 23 LOCATED AT- ABOVE THE PISTON OF THE DISCHARGE VALVE 14, THE FREE END 22 OF THE ROD 8 BEING LOCKED IN THE SAID VALVE WITH A CLEARANCE FROM ITS WALLS, AND OF A TOROIDAL ELASTIC 16 SHUTTER MOUNTED WITH TIGHTENING ON AN ANNULAR THROAT 17 PRACTICED IN STEM 8 AND COMMUNICATION WITH THE ATMOSPHERE BY MEANS OF A RADIAL CHANNEL 19 AND AN AXIAL CHANNEL 20 OF THE STEM 8. THE REGULATOR IN QUESTION CAN BE USED IN THE PNEUMATIC SYSTEMS OF THE MEANS OF TRANSPORTATION.
Description
La présente invention concerne le domaine de la régulation automatique etThe present invention relates to the field of automatic regulation and
a notamment pour objet un régulateur de la pression dans les systèmes pneumatiques de moyens de transport, destiné notamment à maintenir la pression dans un système de freinage pneumatique dans des limites prescrites, à le protéger contre les surpressions et contre l'encrassement et à permettre le prélèvement d'air comprimé, par exemple pour le pompage d'air dans the subject of which is in particular a pressure regulator in pneumatic means of transport, intended in particular to maintain the pressure in a pneumatic braking system within prescribed limits, to protect it against overpressure and against fouling and to permit the withdrawing compressed air, for example for pumping air into
les pneumatiques.the tires.
Il est plus avantageux d'appliquer la présente invention aux régulateurs de pression qui assurent, par leur fonctionnement, la décharge périodique d'un compresseur et le maintien de la pression dans des limites imposées avec une précision déterminée, It is more advantageous to apply the present invention to pressure regulators which ensure, by their operation, the periodic discharge of a compressor and the maintenance of the pressure within imposed limits with a determined precision,
l'élévation de sa sensibilité et de sa durée de vie. the elevation of its sensitivity and its life span.
On connait une construction de régulateurs de We know a construction of regulators of
pression (cf., par exemple, l'ouvrage "Camions KamAZ. pressure (see, for example, the book "KamAZ Trucks.
"Conception, entretien, utilisation" par T.M. Jurkovsky et alt.,Editions "DOSAAF", M., 1975, page 292, fig. 124) comportant un corps relié à des canaux d'entrée, de sortie et de décharge, dans lequel est monté un piston poussé par un ressort taré, rendu solidaire d'une tige et partageant le corps en deux cavités dont l'une, qui communique avec l'atmosphère, renferme ledit ressort taré, tandis que dans l'autre cavité, mise en communication avec le canal de sortie, sont disposées une tige, une soupape de décharge du type à piston, montée entre le canal d'entrée et le canal de décharge, et une soupape de réglage. Cette soupape de réglage est constituée par deux soupapes à ressorts jumelées, coopérant avec la tige et le corps et reliant, dans l'une des positions extrêmes de la tige, la cavité au-dessus du piston de la soupape à l'atmosphère, et dans l'autre position extrême, avec la cavité reliée au canal de "Design, maintenance, use" by T. M. Jurkovsky et al., Editions "DOSAAF", M., 1975, page 292, fig. 124) comprising a body connected to inlet, outlet and discharge channels, in which is mounted a piston pushed by a calibrated spring, made integral with a rod and dividing the body into two cavities, one of which, communicates with the atmosphere, encloses said calibrated spring, while in the other cavity, placed in communication with the outlet channel, is arranged a rod, a piston-type discharge valve, mounted between the inlet channel and the discharge channel, and a control valve. This control valve is constituted by two twin-spring valves, cooperating with the rod and the body and connecting, in one of the extreme positions of the rod, the cavity above the piston of the valve to the atmosphere, and in the other extreme position, with the cavity connected to the
sortie dans lequel est montée une soupape de retenue. outlet in which a check valve is mounted.
La construction décrite est caractérisée par des inconvénients importants de la soupape de réglage, dont la conception est compliquée car elle est constituée par deux soupapes, elle comporte un ressort de serrage ainsi qu'une tige liée rigidement au piston et sur laquelle se trouve un élément d'étanchéité, qui entraîne un effet nuisible des forces de frottement et, par conséquent, une élévation du seuil de sensibilité du régulateur de pression, une diminution des caractéristiques de précision, une augmentation de la non coaxialité et de l'hystérésis (voir l'ouvrage "Dispositifs exécutifs des régulateurs industriels" par The described construction is characterized by significant disadvantages of the control valve, whose design is complicated because it consists of two valves, it comprises a clamping spring and a rod rigidly connected to the piston and on which there is an element which has a deleterious effect on the friction forces and, consequently, a rise in the pressure regulator sensitivity threshold, a decrease in precision characteristics, an increase in non-coaxiality and hysteresis (see "Structure of executive regulators" by
A.I. Emelianov et V.A. Emelianov, M., 1975, pages 64-65). A.I. Emelianov and V. A. Emelianov, M., 1975, pp. 64-65).
En outre, cette construction est caractérisée par une fabrication difficile des sièges sphériques, des surfaces de montage de la garniture d'étanchéité de la tige et par la nécessité d'assurer la coaxialité des surfaces de montage du piston et de la tige liés rigidement l'un à l'autre. On connatt également un régulateur de pression (certificat d'auteur U.R.S.S. n 826295, cl. G 05 D 16/06, publié le 30 avril 1981). Ce régulateur de pression comporte lui aussi un corps relié à des canaux d'entrée, de sortie et de décharge, dans lequel est montée une membrane poussée par un ressort taré et partageant le corps en deux cavités: une cavité au-dessus de la membrane, mise en communication avec l'atmosphère et dans laquelle est logé le ressort taré, et une cavité au-dessous de la membrane, reliée au canal de sortie et dans laquelle sont disposées une tige liée rigidement par une extrémité à la membrane, une soupape de décharge du type à piston, dont le piston est creux et comporte un orifice central formant siège sur sa surface en bout intérieure. Le piston creux renferme une soupape de réglage à ressort coopérant à tour de r8le avec le siège In addition, this construction is characterized by difficult manufacture of the spherical seats, the mounting surfaces of the shaft seal and the need to ensure the coaxiality of the mounting surfaces of the piston and rod rigidly connected to the rod. one to another. A pressure regulator is also known (U.S.S.S. U.S. Patent No. 826,295, G 05 D 16/06, published April 30, 1981). This pressure regulator also comprises a body connected to inlet, outlet and discharge channels, in which is mounted a membrane pushed by a calibrated spring and sharing the body in two cavities: a cavity above the membrane , placed in communication with the atmosphere and in which is housed the calibrated spring, and a cavity below the membrane, connected to the outlet channel and in which are arranged a rod rigidly connected at one end to the membrane, a valve piston-type discharge device, the piston of which is hollow and has a central orifice forming a seat on its inner end surface. The hollow piston contains a spring-loaded control valve cooperating in turn with the seat
dans le creux du piston et avec l'extrémité de la tige. in the hollow of the piston and with the end of the rod.
Un canal axial et un canal radial sont pratiqués dans la tige pour faire communiquer la cavité au-dessous de la membrane avec la cavité au-dessus du piston de la soupape de décharge par l'intermédiaire de la soupape de réglage. De plus, un canal axial est pratiqué dans la soupape de décharge pour faire communiquer la cavité du piston de la soupape de décharge avec le canal de An axial channel and a radial channel are provided in the shaft for communicating the cavity below the membrane with the cavity above the relief valve piston via the regulating valve. In addition, an axial channel is formed in the relief valve for communicating the relief valve piston cavity with the discharge channel.
décharge par l'intermédiaire de la soupape de réglage. discharge via the control valve.
Grâce à cette conception, pendant le fonctionnement du régulateur, s'établit une communication périodique de la cavité au-dessus du piston de la soupape de décharge avec la cavité au-dessous de la membrane, ou une communication de la cavité au-dessus du piston de la soupape de décharge avec l'atmosphère par l'intermédaire du canal de décharge. Dans ce dispositif, l'influence de la non coaxialité de la tige et du piston liés rigidement l'un à l'autre est supprimée du fait que la tige est liée rigidement à la membrane et que la soupape de réglage est exécutée sous forme d'une soupape à disque coopérant avec la tige et le siège exécuté sur sa surface en bout intérieure. Toutefois, l'élément d'étanchéité prévu sur la tige crée une influence nuisible des forces de frottement et, par conséquent, entraîne une élévation du seuil de sensibilité et à une baisse des caractéristiques de précision, tandis que le ressort de serrage, créant une résistance à la séparation de la soupape de réglage d'avec le siège prévu sur la surface en bout intérieure du piston creux, diminue la sensibilité du régulateur de pression. Cette conception est caractérisée elle aussi par une fabrication compliqué, le travail considérable nécessaire à l'exécution des surfaces pour le montage de la garniture d'étanchéité sur la tige, ainsi que du siège Through this design, during the operation of the regulator, a periodic communication of the cavity above the piston of the discharge valve with the cavity below the membrane, or a communication of the cavity over the piston of the discharge valve with the atmosphere through the discharge channel. In this device, the influence of non-coaxiality of the rod and the piston rigidly connected to one another is suppressed because the rod is rigidly connected to the diaphragm and the control valve is executed in the form of a disc valve cooperating with the rod and seat performed on its inner end surface. However, the sealing element provided on the rod creates a deleterious influence of the frictional forces and, therefore, causes a rise in the sensitivity threshold and a decrease in the accuracy characteristics, while the clamping spring, creating a resistance to separation of the adjustment valve from the seat provided on the inner end surface of the hollow piston, decreases the sensitivity of the pressure regulator. This design is also characterized by complicated manufacturing, the considerable work involved in the execution of the surfaces for mounting the seal on the stem, as well as the seat
sur la surface en bout intérieure du piston creux. on the inner end surface of the hollow piston.
On s'est donc proposé de mettre au point un régulateur de pression dans lequel la conception de la soupape de réglage assurerait une simplification de la conception tant de la soupape elle-même que de l'ensemble du régulateur de pression, ainsi qu'une dimunition de la consommation de métal et de la main d'oeuvre nécessaire à la fabrication du régulateur, une élévation de sa sensibilité et de sa fiabilité grâce à la suppression de l'influence sur la sensibilité du régulateur des forces de frottement et des endroits de montage sur la tige, à It was therefore proposed to develop a pressure regulator in which the design of the regulating valve would simplify the design of both the valve itself and the entire pressure regulator, reducing the consumption of metal and manpower required to manufacture the regulator, increasing its sensitivity and reliability by eliminating the influence on the sensitivity of the regulator of the friction forces and the locations of mounting on the stem, to
l'élimination du ressort de rappel. the elimination of the return spring.
Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un régulateur de pression comportant un corps relié à des canaux d'entrée, de sortie et de décharge, dans lequel est montée une membrane sollicitée par un ressort de tarage et partageant le corps en deux cavités: une cavité au-dessus de la membrane, mise en communication avec l'atmosphère et abritant ledit ressort de tarage, et une cavité au-dessous de la membrane, reliée au canal de sortie dans lequel est logée une tige accouplée rigidement par une extrémité à ladite membrane, une soupape de décharge du type à piston, montée entre le canal d'entrée et le canal de décharge, une soupape de réglage reliée d'une manière mobile à la tige et faisant alternativement communiquer la cavité au-dessus du piston de la soupape de décharge avec l'atmosphère lorsque la tige est dans l'une de ses positions extrêmes, et quand elle est dans son autre position extrême, avec la cavité au-dessous de la membrane, et une soupape de retenue montée dans fle canal de sortie en amont (suivant le sens d'écoulement du fluide de travail) de l'endroit o elle communique avec la cavité située au-dessous de la membrane, caractérisé, selon l'invention, en ce que la soupape de réglage est constituée par une buse montée entre la cavité au-dessous de la membrane et la cavité au-dessus du piston de la soupape de décharge, l'extrémité libre de la tige étant disposée dans ladite buse avec un jeu par rapport à ses parois, et par un obturateur toroldal élastique monté avec serrage sur une gorge annulaire pratiquée sur la tige et mise en communication avec l'atmosphère au moyen d'un canal radial et d'un canal axial pratiqués dans la tige; lorsque la tige est dans l'une de ses positions extrêmes, l'obturateur prend appui sur le bord de la buse et sur le pan de la gorge opposé audit bord, en mettant en communication la cavité au- dessous du piston de la soupape de décharge avec l'atmosphère, tandis que dans l'autre position de la tige, l'obturateur prend appui sur les deux pans de la gorge annulaire, en mettant en communication la cavité au- dessus du piston de la soupape The problem thus posed is solved by means of a pressure regulator comprising a body connected to inlet, outlet and discharge channels, in which is mounted a diaphragm urged by a setting spring and dividing the body into two cavities: a cavity above the membrane, placed in communication with the atmosphere and housing said calibration spring, and a cavity below the membrane, connected to the outlet channel in which is housed a rod rigidly coupled by an end to said diaphragm, a piston type relief valve, mounted between the inlet channel and the discharge channel, an adjusting valve movably connected to the stem and alternately communicating the cavity above the piston of the discharge valve with the atmosphere when the rod is in one of its extreme positions, and when it is in its other extreme position, with the cavity below the membrane, and a throat retaining dam mounted in the outlet channel upstream (depending on the direction of flow of the working fluid) from the place where it communicates with the cavity located below the membrane, characterized, according to the invention, in that that the control valve is constituted by a nozzle mounted between the cavity below the membrane and the cavity above the piston of the discharge valve, the free end of the rod being disposed in said nozzle with a clearance of relative to its walls, and by a resilient toroldal shutter mounted with clamping on an annular groove made on the rod and placed in communication with the atmosphere by means of a radial channel and an axial channel formed in the rod; when the rod is in one of its extreme positions, the shutter is supported on the edge of the nozzle and on the flange of the groove opposite said edge, by communicating the cavity below the piston of the valve of discharge with the atmosphere, while in the other position of the rod, the shutter is supported on the two sides of the annular groove, placing in communication the cavity above the piston of the valve
de décharge avec la cavité au-dessous de la membrane. discharge with the cavity below the membrane.
En réalisant, dans le régulateur de pression conforme à l'invention, la soupape de réglage sous forme d'une buse dans laquelle est disposée avec un jeu l'extrémité libre de la tige, et d'un obturateur toroldal élastique, on a simplifié la conception tant de la soupape de réglage que de l'ensemble du régulateur de pression. En disposant l'extrémité libre de la tige dans la buse avec un jeu, on a supprimé l'influence des forces de frottement et de la non coaxialité sur son déplacement et, par conséquent, sur la sensibilité du régulateur de pression, ainsi que la nécessité de prévoir des surfaces By realizing, in the pressure regulator according to the invention, the adjustment valve in the form of a nozzle in which the free end of the rod is arranged with a clearance, and an elastic toroldal shutter, it has been simplified the design of both the regulating valve and the entire pressure regulator. By placing the free end of the rod in the nozzle with a clearance, the influence of the friction forces and the non-coaxiality on its displacement and, consequently, on the sensitivity of the pressure regulator, as well as the need to provide surfaces
de montage et de monter un anneau d'étanchéité. mounting and mounting a sealing ring.
Le régulateur de presion exécuté selon la présente invention est de fabrication simple et d'un The pressure regulator performed according to the present invention is of simple manufacture and a
fonctionnement fiable.reliable operation.
Il est avantageux de monter sur la tige un limiteur de la course de l'obturateur, exécuté sous forme d'un épaulement annulaire disposé entre la gorge It is advantageous to mount on the rod a limiter of the shutter stroke, executed in the form of an annular shoulder disposed between the throat
annulaire et la membrane.ring and membrane.
Ce mode de réalisation assure la limitation de la course de l'obturateur lors de son entrée en contact avec le siège, en déterminant ainsi ses positions extrêmes lorsque la cavité au-dessus du piston de la soupape de décharge est mise en communication avec This embodiment ensures the limitation of the shutter stroke when it comes into contact with the seat, thus determining its extreme positions when the cavity above the piston of the discharge valve is put into communication with the valve.
l'atmosphère.the atmosphere.
Il est souhaitable que la cavité du limiteur soit disposée, par rapport au bord voisin de la gorge annulaire, à une distance inférieure à la moitié du diamètre de la section transversale de l'obturateur toroldal, c'est-à-dire de manière que le centre de la section de l'obturateur toroldal se trouve, au moment o il bute contre la surface du limiteur, à une distance supérieure ou égale à la distance entre la surface du limiteur et le pan de la gorge le plus voisin de ladite It is desirable for the limiter cavity to be disposed, relative to the adjacent edge of the annular groove, at a distance less than half the diameter of the toroidal shutter cross-section, that is, so that the center of the toroidal shutter section is, at the time it abuts against the surface of the governor, at a distance greater than or equal to the distance between the surface of the limiter and the side of the groove nearest to the said
surface.area.
Ceci assure le rappel de l'obturateur toroldal dans la gorge annulaire à partir de sa position extrême dans laquelle il bute contre le limiteur. On supprime ainsi la nécessité de monter un ressort de serrage de la This ensures the return of the toroldal shutter in the annular groove from its extreme position in which it stops against the limiter. This eliminates the need to mount a clamping spring of the
soupape.valve.
Il est avantageux que les dimensions de l'obturateur et de la gorge annulaire soient choisies conformément à la relation suivante: Dl l 1,5 b: o D1 est le diamètre de la section transversale de l'obturateur toroidal; b est la largeur de la gorge annulaire cylindrique. Ceci assure une position prédéterminée de l'obturateur toroldal dans la gorge annulaire et la possibilité de son déplacement jusqu'à sa position extrême dans laquelle il se trouve en contact avec la surface active du limiteur et le pan de la gorge le plus voisin de la surface du limiteur, le deuxième pan de la gorge n'entrant pas en contact avec l'obturateur toroidal. Il est en outre avantageux que les dimensions de l'obturateur et de la buse soient choisies conformément à relation suivante It is advantageous for the dimensions of the shutter and the annular groove to be selected according to the following relationship: ## EQU1 ## where: D1 is the diameter of the cross-section of the toroidal shutter; b is the width of the cylindrical annular groove. This ensures a predetermined position of the toroldal shutter in the annular groove and the possibility of its displacement to its end position in which it is in contact with the active surface of the limiter and the side of the throat nearest the surface of the limiter, the second part of the groove not coming into contact with the toroidal shutter. It is furthermore advantageous that the dimensions of the shutter and the nozzle are selected according to the following relationship
D2> D3> D4D2> D3> D4
o D2 est le diamètre moyen de l'obturateur toroîdal; D3 est le diamètre de la buse, D4 est le diamètre intérieur de l'obturateur toroldal, ce qui assure, lors de la coopération de l'obturateur toroidal avec la buse, la création d'un couple de forces qui déplace l'obturateur toroidal jusqu'à sa position extrême dans laquelle il se trouve séparé du pan de la gorge qui est le plus proche de la buse et vient en contact avec la surface active du limiteur, l'extrémité libre de la tige étant alors disposée dans la buse avec un jeu par rapport à ses parois. Pour supprimer l'usure de l'obturateur toroidal dans la zone de contact avec la buse et de prolonger sa durée de vie, il est souhaitable que la buse soit exécutée, du côté de la cavité au-dessous de la membrane, sous forme d'un collet (saillie) cylindrique se transformant à sa base en un cône dans lequel sont pratiqués des canaux pour la communication de la cavité au-dessous de la membrane avec l'atmosphère. Ces canaux peuvent être exécutés dans le cône sous forme de rainures radiales. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux o D2 is the average diameter of the toroidal shutter; D3 is the diameter of the nozzle, D4 is the inside diameter of the toroldal shutter, which ensures, when the toroidal shutter cooperates with the nozzle, the creation of a couple of forces that moves the toroidal shutter to its extreme position in which it is separated from the pan of the groove which is closest to the nozzle and comes into contact with the active surface of the limiter, the free end of the rod then being arranged in the nozzle with a game in relation to its walls. To eliminate the wear of the toroidal plug in the area of contact with the nozzle and to prolong its life, it is desirable that the nozzle be executed, on the side of the cavity below the membrane, in the form of a cylindrical collar (protrusion) converging at its base into a cone in which channels are made for communicating the cavity below the membrane with the atmosphere. These channels can be executed in the cone in the form of radial grooves. The invention will be better understood and other purposes, details and advantages thereof will appear better
à la lumière de la description détaillée qui va suivre de in the light of the following detailed description of
différents modes de réalisations donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 représente, en coupe longitudinale, un régulateur de pression selon l'invention, la soupape de réglage étant dans l'une de ses positions extrêmes et la soupape de décharge étant fermée; - la figure 2 est la partie encerclée A de la figure 1, à échelle agrandie; - la figure 3 représente le régulateur de pression selon l'invention, la soupape de réglage étant dans l'une de ses positions extrêmes et la soupape de décharge étant ouverte; - la soupape 4 représente la partie encerclée A de la figure 3, à échelle agrandie - la figure 5 représente, dans l'une de ses positions extrêmes, la soupape de réglage dont la buse est exécutée sous forme d'un collet cylindrique se transformant en cône; la figure 6 est une vue d'un haut de la buse various embodiments given solely by way of nonlimiting examples with reference to the appended nonlimiting drawings in which: - Figure 1 shows, in longitudinal section, a pressure regulator according to the invention, the adjustment valve being in the one of its extreme positions and the relief valve being closed; - Figure 2 is the circled portion A of Figure 1, on an enlarged scale; FIG. 3 represents the pressure regulator according to the invention, the adjustment valve being in one of its extreme positions and the discharge valve being open; the valve 4 represents the encircled part A of FIG. 3, on an enlarged scale; FIG. 5 represents, in one of its extreme positions, the control valve whose nozzle is executed in the form of a cylindrical collar transforming in cone; Figure 6 is a view of a top of the nozzle
de la figure 5.of Figure 5.
Le régulateur de pression comporte un corps 1 (figure 1) ayant un canal d'entrée 2, un canal de sortie 3 et un canal de décharge 4. Dans ce corps est monté un mécanisme d'exécution constitué par une membrane 5, pourvue d'une rondelle inférieure 6 et d'une rondelle supérieure 7 liée rigidement à la tige 8 et sollicitée par un ressort de tarage 9. La membrane 5 partage le corps 1 en une cavité 10 située au-dessous de la membrane et-mise en communication à travers un orifice 11 avec le canal de sortie 3, et en une cavité 12 située au-dessus de la membrane, reliée à l'atmosphère au moyen d'un orifice 13 et dans laquelle est disposé un ressort de The pressure regulator comprises a body 1 (FIG. 1) having an inlet channel 2, an outlet channel 3 and a discharge channel 4. In this body is mounted an execution mechanism constituted by a membrane 5 provided with a lower washer 6 and an upper washer 7 rigidly connected to the rod 8 and biased by a setting spring 9. The membrane 5 divides the body 1 into a cavity 10 located below the membrane and-put in communication through an orifice 11 with the outlet channel 3, and in a cavity 12 situated above the membrane, connected to the atmosphere by means of an orifice 13 and in which is disposed a spring of
tarage 9.setting 9.
Dans le corps 1, entre le canal d'entrée 2 et le canal de décharge 4, est disposée une soupape de décharge 14 du type à piston, et dans la cavité 10 au-dessous de la membrane 10 est disposée une soupape de réglage sous forme d'une buse 15 (figure 2) et d'un obturateur toroidal élastique 16 monté avec serrage sur une gorge annulaire cylindrique 17 pratiquée sur la tige In the body 1, between the inlet channel 2 and the discharge channel 4, there is disposed a discharge valve 14 of the piston type, and in the cavity 10 below the membrane 10 is disposed a regulating valve under in the form of a nozzle 15 (FIG. 2) and an elastic toroidal shutter 16 mounted with clamping on a cylindrical annular groove 17 formed on the stem
8 pourvue d'un limiteur 18 coopérant avec la membrane 5. 8 provided with a limiter 18 cooperating with the membrane 5.
Le limiteur 18 est exécuté sous forme d'un épaulement annulaire sur la tige 8, entre la gorge 17 et la membrane 5. la gorge annulaire cylindrique 17 est reliée à l'atmosphère à travers un canal radial 19 et un canal axial 20 de la tige 8 et l'orifice 13 pratiqué dans le couvercle supérieur 21 (figure 1) du corps 1. L'extrémité libre 22 (figure 2) de la tige 8 est logée avec un jeu dans la buse 15 montée entre le canal de sortie 3 et la cavité 23 au-dessus du piston de la soupape de décharge 14. La cavité 23 est formée par le corps 1 et le piston The limiter 18 is executed in the form of an annular shoulder on the rod 8, between the groove 17 and the membrane 5. the cylindrical annular groove 17 is connected to the atmosphere through a radial channel 19 and an axial channel 20 of the 8 and the orifice 13 formed in the upper cover 21 (Figure 1) of the body 1. The free end 22 (Figure 2) of the rod 8 is housed with a game in the nozzle 15 mounted between the outlet channel 3 and the cavity 23 above the piston of the discharge valve 14. The cavity 23 is formed by the body 1 and the piston
creux 24 de la soupape de décharge 14. hollow 24 of the discharge valve 14.
La gorge annulaire cylindrique 17 (figure 2), par ses pans 25 et 26, fait fonction de siège pour The cylindrical annular groove 17 (FIG. 2), with its panels 25 and 26, serves as a seat for
l'obturateur toroidal élastique 16 sur la tige 8. the elastic toroidal shutter 16 on the rod 8.
L'obturateur toroidal élastique 16 est monté sur la tige 8 avec possibilité de coopérer à tour de rôle avec le bord 27 de la buse 15, le pan 25 et la surface active 28 du limiteur 18 (comme montré sur la figure2), ou avec les pans 25 et 26 de la gorge annulaire cylindrique 17 (comme montré sur la figure 4). Le centre de la section transversale de l'obturateur toroidal élastique 16, quand celui-ci est en contact avec la surface 28 du limiteur 18, le pan 25, le bord 27 de la buse 15, se trouve au-dessous du niveau du pan 25 de la gorge annulaire The elastic toroidal shutter 16 is mounted on the rod 8 with the possibility of cooperating in turn with the edge 27 of the nozzle 15, the plate 25 and the active surface 28 of the limiter 18 (as shown in FIG. 2), or with the sections 25 and 26 of the cylindrical annular groove 17 (as shown in FIG. 4). The center of the cross-section of the elastic toroidal shutter 16, when it is in contact with the surface 28 of the limiter 18, the pan 25, the edge 27 of the nozzle 15, is below the level of the pan. 25 of the annular groove
cylindrique 17 de la tige 8.cylindrical 17 of the rod 8.
Le pan 25 est situé, par rapport à la surface 28 du limiteur 18, à une distance inférieure à la moitié du diamètre D1 de la section transversale de l'obturateur toroidal élastique 16. En même temps, sont respectées les relations suivantes: D1 1,5b; D2 D3 D4, o D1 est le diamètre de la section transversale de l'obturateur 16; b est la largeur de la gorge annulaire cylindrique 17; D est le diamètre des centres des sections transversales de l'obturateur toroldal élastique 16; The panel 25 is located, relative to the surface 28 of the limiter 18, at a distance less than half the diameter D1 of the cross-section of the elastic toroidal shutter 16. At the same time, the following relations are respected: D1 1 , 5b; D 2 D 3 D 4, where D 1 is the diameter of the cross section of the shutter 16; b is the width of the cylindrical annular groove 17; D is the diameter of the centers of the cross-sections of the resilient toroldal shutter 16;
D3 est le diamètre de la buse 15.D3 is the diameter of the nozzle 15.
D4 est le diamètre intérieur de l'obturateur toroidal élastique 16 (figure 4); La soupape de décharge 14 (figure 3) est réalisée sous forme d'un obturateur 29 et d'un siège 30 D4 is the inside diameter of the resilient toroidal shutter 16 (Fig. 4); The relief valve 14 (FIG. 3) is in the form of a shutter 29 and a seat 30
qui est fixé par le couvercle inférieur 31 du corps 1. which is fixed by the lower cover 31 of the body 1.
L'obturateur 29 est soumis à l'action d'un ressort 32. The shutter 29 is subjected to the action of a spring 32.
L'air comprimé est débarrassé des particules solides à l'intérieur du corps par un filtre (non représenté). Une butée 33 est prévue dans le couvercle inférieur 31 pour The compressed air is freed of solid particles inside the body by a filter (not shown). A stop 33 is provided in the lower cover 31 for
limiter la course de l'obturateur 29. limit the shutter stroke 29.
En position de départ, la membrane 5 est serrée par le ressort 9 contre la butée 34 (figure 2), et l'obturateur 29 de la soupape de décharge 14, contre le In the starting position, the diaphragm 5 is clamped by the spring 9 against the stop 34 (FIG. 2), and the shutter 29 of the discharge valve 14 against the
siège 30.seat 30.
Une soupape de retenue 35 est montée dans le canal de sortie 3 et sépare le canal d'entrée 2 du canal de sortie 3. La soupape 35 est montée en amont (suivant le sens d'écoulement du liquide) de l'endroit o le canal 3 communique avec la cavité 10, c'est-à-dire en amont de A check valve 35 is mounted in the outlet channel 3 and separates the inlet channel 2 from the outlet channel 3. The valve 35 is mounted upstream (depending on the direction of flow of the liquid) from the place where the channel 3 communicates with the cavity 10, that is to say upstream of
l'orifice 11.the orifice 11.
Le régulateur de pression est muni d'une soupape de sûreté et d'une soupape de prise d'air comprimé, par exemple pour le pompage de pneumatiques The pressure regulator is equipped with a safety valve and a compressed air intake valve, for example for pumping tires.
(non représentées).(not shown)
Dans le mode de réalisation de la soupape de réglage illustré sur les figures 5, 6, pour exclure l'usure dans la zone de contact du bord 27 de la buse 15 avec l'obturateur toroidal 16, la buse 15 est exécutée sous forme d'un collet (saillie) cylindrique 36 se raccordant, à sa base, à un cône 37 dans lequel sont pratiqués des canaux radiaux ou rainures radiales 38 mettant en communication avec l'atmosphère la cavité In the embodiment of the adjustment valve illustrated in FIGS. 5, 6, to exclude wear in the contact area of the edge 27 of the nozzle 15 with the toroidal shutter 16, the nozzle 15 is executed in the form of a cylindrical collar (projection) 36 connected, at its base, to a cone 37 in which radial channels or radial grooves 38 are made, placing the cavity in communication with the atmosphere;
située au-dessous de la membrane.located below the membrane.
Les formes du collet cylindrique 36 et du c8ne 37 sont choisies de manière à satisfaire aux conditions suivantes: o c< = 2 à 10 O h = (0,05 à 0,15) D1, o cK est l'angle formé entre la génératrice du cône 37 et la base du cône 37; The shapes of the cylindrical collar 36 and the cene 37 are chosen so as to satisfy the following conditions: ## EQU1 ## where is the angle formed between the generator cone 37 and the base of cone 37;
h est la hauteur du collet cylindrique 36 de la buse 15. h is the height of the cylindrical collar 36 of the nozzle 15.
Le régulateur de pression fonctionne de la The pressure regulator works from the
manière suivante.following way.
L'air comprimé en provenance du compresseur arrive dans le canal d'entrée 2 (figure 1) et, à travers les cavités intérieures du corps 1 et le filtre, parvient à la soupape de retenue 35, la repousse et passe ensuite à travers le canal 3 pour être fourni à l'utilisateur The compressed air coming from the compressor arrives in the inlet channel 2 (FIG. 1) and, through the internal cavities of the body 1 and the filter, reaches the check valve 35, pushes it back and then passes through the channel 3 to be provided to the user
dans le système pneumatique.in the pneumatic system.
Une partie de l'air, en passant par l'orifice 11 du corps 1, arrive dans la cavité 10 au-dessous de la Part of the air, passing through the orifice 11 of the body 1, arrives in the cavity 10 below the
membrane 5.membrane 5.
_e: L'obturateur 29 de la soupape de décharge 14 est serré par le ressort 32 contre le siège 30, en empêchant ainsi l'air comprimé arrivant dans le canal d'entrée 2 de s'échapper à l'atmosphère. A ce moment, l'obturateur toroîdal 16 (figure 2) serré par le bord 27 de la buse 15 est en contact avec la surface 28 de l'obturateur 18 et avec le pan 25 de la gorge cylindrique 17. La cavité 23 située au-dessus du piston (figure 1) de la soupape de décharge 14 est reliée à travers le jeu entre l'extrémité libre 22 (figure 2) de la tige 8 et les parois de la buse 15, les canaux 19 et 20, la cavité intérieure du couvercle supérieur 21 (figure 1) et l'orifice 13, à l'atmosphère. La rondelle inférieure 6 de la membrane 5 prend appui sur la butée 34 du corps 1, en excluant ainsi la déformation de l'obturateur toroldal 16 The shutter 29 of the relief valve 14 is clamped by the spring 32 against the seat 30, thereby preventing the compressed air arriving in the inlet channel 2 from escaping to the atmosphere. At this moment, the toroidal shutter 16 (FIG. 2) clamped by the edge 27 of the nozzle 15 is in contact with the surface 28 of the shutter 18 and with the pan 25 of the cylindrical groove 17. The cavity 23 located at above the piston (Figure 1) of the discharge valve 14 is connected through the clearance between the free end 22 (Figure 2) of the rod 8 and the walls of the nozzle 15, the channels 19 and 20, the cavity inside the upper lid 21 (FIG. 1) and the orifice 13, to the atmosphere. The lower washer 6 of the diaphragm 5 is supported on the abutment 34 of the body 1, thus excluding the deformation of the toroldal shutter 16
sous l'action de l'effort du ressort de tarage 9. under the action of the spring tension 9.
Quand la pression dans le système pneumatique atteint une valeur prédéterminée pour laquelle est réglé le ressort de tarage 9, la membrane 5 se soulève en déplaçant la tige 8 (figures 3,4), l'obturateur toroidal 16 se trouve libéré de l'action du bord 27 de la buse 15 et, sous l'action des forces d'élasticité dirigées dans le sens de rappel de l'obturateur toroidal 16 dans la gorge annulaire 17, s'applique sur les pans 25 et 26 en séparant ainsi la gorge 17 d'avec la cavité 23 située When the pressure in the pneumatic system reaches a predetermined value for which the setting spring 9 is set, the diaphragm 5 is lifted by moving the rod 8 (FIG. 3), the toroidal shutter 16 is released from the action the edge 27 of the nozzle 15 and, under the action of elastic forces directed in the return direction of the toroidal shutter 16 in the annular groove 17, is applied to the panels 25 and 26 thus separating the groove 17 with cavity 23 located
au-dessus du piston de la soupape de décharge 14. above the piston of the relief valve 14.
L'obturateur 16, en ne touchant que le pan 15, se trouve dans une position déséquilibrée. Dans cette position, l'obturateur toroldal 16 se trouve en contact, par toute sa surface intérieure, avec le pan 25 (figures 2, 4) de la gorge cylindrique 17, dont le diamètre est quelque peu supérieur au diamètre intérieur de l'obturateur 16 (résultant du montage de l'obturateur avec serrage), tandis que le centre de la section transversale de l'obturateur toroidal 16 se trouve un peu plus bas que le niveau du pan 25 de la gorge annulaire 17, le couple engendré à ce moment agissant, dans cette position, pour assurer le positionnement de l'obturateur 16 sur les deux pans 25 et 26 de la gorge cylindrique 17 lors de la montée de la membrane 5 avec la tige 8. Ceci exclut l'éventualité d'une action du bord The shutter 16, only touching the pan 15, is in an unbalanced position. In this position, the toroldal shutter 16 is in contact, through its entire inner surface, with the pan 25 (FIGS. 2, 4) of the cylindrical groove 17, the diameter of which is somewhat greater than the inside diameter of the shutter 16 (resulting from mounting of the shutter with clamping), while the center of the cross section of the toroidal shutter 16 is a little lower than the level of the pan 25 of the annular groove 17, the torque generated at that acting moment, in this position, to ensure the positioning of the shutter 16 on the two sides 25 and 26 of the cylindrical groove 17 during the rise of the membrane 5 with the rod 8. This excludes the possibility of an action from the edge
27 de la buse 15 sur l'obturateur toroidal 16. 27 of the nozzle 15 on the toroidal shutter 16.
Le montage de l'obturateur toroidal 16 avec serrage sur la gorge annulaire cylindrique 17 assure l'étanchéité requise lorsque l'obturateur toroidal 16 se trouve dans l'une ou l'autre de ses positions extrêmes, c'est-à-dire quand l'obturateur toroidal 16 est en contact avec les deux pans 25 et 26 de la gorge annulaire cylindrique 17, ou avec le pan 25 de la gorge 17 et le pan 27 de la buse 15. Le contact de l'obturateur 16 avec la surface active 28 du limiteur 18 assure la fixation en position de l'obturateur toroidal 16 et contribue également à la création, dans l'obturateur 16 lui-même, de forces supplémentaires d'élasticité qui contribuent, à leur tour, au déplacement de l'obturateur 16 dans le sens du rappel en position de contact avec les deux pans 25 et 26 de la gorge cylindrique 17, en supprimant ainsi le The mounting of the toroidal shutter 16 with clamping on the cylindrical annular groove 17 provides the required sealing when the toroidal shutter 16 is in one or other of its extreme positions, that is to say when the toroidal shutter 16 is in contact with the two sections 25 and 26 of the cylindrical annular groove 17, or with the section 25 of the groove 17 and the section 27 of the nozzle 15. The contact of the shutter 16 with the surface active 28 of the limiter 18 ensures the fixing in position of the toroidal shutter 16 and also contributes to the creation, in the shutter 16 itself, additional forces of elasticity which contribute, in turn, to the displacement of the shutter 16 in the direction of return to the position of contact with the two sections 25 and 26 of the cylindrical groove 17, thereby removing the
risque de collage de l'obturateur 16. risk of sticking the shutter 16.
La valeur des forces supplémentaires d'élasticité dans l'obturateur toroldal 16 est déterminée The value of the additional forces of elasticity in the toroldal shutter 16 is determined
par la valeur de la déformation de l'obturateur 16. by the value of the deformation of the shutter 16.
La déformation de l'obturateur 16 sous l'action du ressort de tarage 9 sur la membrane 5 est limitée par la rondelle 6 prenant appui sur la butée 34 du corps 1, ce qui assure seulement le contact de l'obturateur 16 avec la surface 28 du limiteur 18 et empêche sa The deformation of the shutter 16 under the action of the setting spring 9 on the membrane 5 is limited by the washer 6 bearing on the stop 34 of the body 1, which ensures only the contact of the shutter 16 with the surface 28 of the limiter 18 and prevents its
déformation de continuer.deformation to continue.
Le déplacement en montée de la tige 8 continuant (figures 3,4), il donne la possibilité à l'air comprimé de passer de la cavité 10 située au dessous de la membrane, à travers le jeu entre l'obturateur toroldal 16 et le bord 27 de la buse 15 et à travers le jeu entre l'extrémité libre 22 de la tige 8 et les parois de la buse 15, dans la cavité 23 située au- dessus du piston de la soupape de décharge 14. Sous l'action de la pression dans la cavité 23, le piston 24 commence à descendre conjointement avec l'obturateur 29 de la soupape de décharge 14, en comprimant le ressort 32 de la soupape de décharge 14 Jusqu'à ce qu'il entre en contact avec la butée 33. Alors l'orifice du siège 30 s'ouvre et le courant d'air comprimé s'écoule suivant les parois du corps i et du couvercle inférieur 31 et, à travers le canal de décharge As the upward displacement of the rod 8 continues (FIG. 3), it gives the possibility for the compressed air to pass from the cavity 10 situated below the membrane, through the clearance between the toroldal shutter 16 and the edge 27 of the nozzle 15 and through the clearance between the free end 22 of the rod 8 and the walls of the nozzle 15, in the cavity 23 located above the piston of the relief valve 14. Under the action pressure in the cavity 23, the piston 24 begins to descend together with the shutter 29 of the discharge valve 14, compressing the spring 32 of the discharge valve 14 until it comes into contact with the stop 33. Then the orifice of the seat 30 opens and the stream of compressed air flows along the walls of the body i and the lower cover 31 and, through the discharge channel
4, s'échappe à l'atmosphère (figure 3). 4, escapes to the atmosphere (Figure 3).
La pression dans la cavité du corps 1 entre le canal d'entrée 2 et la soupape de retenue 35 décroît et The pressure in the body cavity 1 between the inlet channel 2 and the check valve 35 decreases and
la soupape de retenue 35 se ferme.the check valve 35 closes.
Pendant la consommation de l'air comprimé, la pression dans le système pneumatique et dans la cavité 10 During the consumption of compressed air, the pressure in the pneumatic system and in the cavity 10
située au-dessous de la membrane décroît. below the membrane decreases.
Quand la pression diminue jusqu'à une valeur prédéterminée, le ressort de tarage 9 se relâche (figure 2), la membrane 5 descend et déplace la tige 8 vers le bas, en interrompant l'arrivée de l'air comprimé de la cavité 10 dans la cavité 23 du fait que l'obturateur toroldal 16 repose sur le bord 27 de la buse 15 et est en contact avec la surface 28 du limiteur 18 et avec le pan de la gorge annulaire cylindrique 17 de la tige 8. La rondelle inférieure 6 de la membrane 5 prend alors appui sur la butée 34 du corps 12. La cavité 23 de la soupape 14 communique avec l'atmosphère à travers le jeu entre l'extrémité libre 22 de la tige et les parois de la buse , les canaux 19 et 20, la cavité intérieure du couvercle supérieur 21 et l'orifice 13. A ce moment, le ressort 32, en se relâchant, fait monter l'obturateur 29 et le piston 24 de la soupape de décharge 14, en serrant le siège 30 contre l'obturateur 29. Le canal d'entrée 2 se trouve alors coupé de la soupape de décharge 4 et de l'atmosphère. Le processus de pompage de l'air dans le When the pressure decreases to a predetermined value, the setting spring 9 is released (FIG. 2), the diaphragm 5 moves down and moves the rod 8 downwards, interrupting the arrival of compressed air from the cavity 10 in the cavity 23 because the toroldal shutter 16 rests on the edge 27 of the nozzle 15 and is in contact with the surface 28 of the limiter 18 and with the side of the cylindrical annular groove 17 of the rod 8. The lower washer 6 of the membrane 5 then bears on the abutment 34 of the body 12. The cavity 23 of the valve 14 communicates with the atmosphere through the clearance between the free end 22 of the rod and the walls of the nozzle, the channels 19 and 20, the interior cavity of the upper cover 21 and the orifice 13. At this moment, the spring 32, by relaxing, causes the shutter 29 and the piston 24 of the discharge valve 14 to rise, tightening the seat 30 against the shutter 29. The inlet channel 2 is then cut off from the shutter valve. harge 4 and atmosphere. The process of pumping air into the
système pneumatique commence. Le cycle se répète. pneumatic system begins. The cycle repeats itself.
Pour exclure l'usure de l'obturateur 16 dans la zone de contact avec le bord 27 de la buse 15 (figure 2) et de prolonger sa durée de vie, le bord 27 de la buse est réalisé sous forme d'un collet cylindrique 36 (figures 5,6) se raccordant à sa base au cône 37 dans To exclude the wear of the shutter 16 in the area of contact with the edge 27 of the nozzle 15 (Figure 2) and to extend its life, the edge 27 of the nozzle is formed as a cylindrical collar 36 (FIGS. 5, 6) connecting at its base to the cone 37 in
lequel sont pratiquées les rainures radiales 38. which radial grooves 38 are formed.
L'obturateur toroidal 16 ainsi exécuté, au moment o il est actionné par le bord 27 de la buse 15, coopère tout d'abord avec le collet cylindrique 36 et se déforme dans la zone de contact dans les limites de l'élasticité du matériau de l'obturateur 16, en assurant ainsi l'étanchéité dans la zone de contact. Le bord 27 de la buse 15 continuant à agir sur l'obturateur 16, celui-ci commence à contacter la surface du c8ne 37, en empêchant ainsi l'obturateur 16 de continuer à se déformer dans la zone de contact avec le bord 27 et de The toroidal shutter 16 thus produced, at the moment when it is actuated by the edge 27 of the nozzle 15, firstly cooperates with the cylindrical collar 36 and deforms in the contact zone within the limits of the elasticity of the material of the shutter 16, thus ensuring sealing in the contact zone. The edge 27 of the nozzle 15 continuing to act on the shutter 16, it begins to contact the surface of the cone 37, thus preventing the shutter 16 to continue to deform in the contact zone with the edge 27 and of
s'user dans la zone de contact.wear in the contact area.
Il s'ensuit que la charge principale agissant sur l'obturateur toroidal 16 et nécessaire à son déplacement jusqu'à sa position extrême dans laquelle l'obturateur, ayant quitté le pan 26 le plus proche de la gorge 17, bute contre la surface 28 du limiteur 18, est encaissée par la surface de l'obturateur toroIdal 16 qui est en contact avec la surface du c8ne 37, ce qui exclut, grâce à la grande surface de contact, sa déformation et son usure. L'amenée de l'air comprimé au collet cylindrique 36 de la buse 15 est assurée par les rainures It follows that the main load acting on the toroidal shutter 16 and necessary for its displacement to its extreme position in which the shutter, having left the pan 26 closest to the groove 17, abuts against the surface 28 of the limiter 18, is enclosed by the surface of the toroidal shutter 16 which is in contact with the surface of the cone 37, which excludes, thanks to the large contact surface, its deformation and wear. The supply of compressed air to the cylindrical collar 36 of the nozzle 15 is provided by the grooves
radiales 38.radial 38.
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2186717B (en) | 1990-05-30 |
| GB8604067D0 (en) | 1986-03-26 |
| DE3607299C2 (en) | 1989-10-19 |
| GB2186717A (en) | 1987-08-19 |
| FR2595152B1 (en) | 1988-12-16 |
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Legal Events
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