FR2606852A1 - Anti-cavitation and anti-erosion device for a flap valve - Google Patents

Abstract

Anti-cavitation and anti-erosion device for a flap valve, characterised in that the rod 6 for controlling the flap 5 of the valve passes through a succession of chambers 7, in the first of which the seat 4 opens out, the said chambers communicating with each other and the last one communicating with the outlet 3 of the valve, via orifices 8 traversed by the said rod which has, substantially in line with each of the said orifices, a cylindrical part 9 capable of shutting off the corresponding orifice, extending opposite the direction of flow of the fluid, via a frustoconical part 10 connected via its large base to the said cylindrical part. The rod 6 has, following each frustoconical part 10, a groove 11 capable, by an axial displacement of the said rod, of being brought substantially in line with the corresponding orifice 8.

Description

La présente invention est relative à un dispositif anticavitation et antiérosion pour vanne à clapet. The present invention relates to an anti-cavitation and anti-erosion device for a check valve.

Dans le brevet Français N" 8202755 du 19 Février 1984, on avait décrit un dispositif selon lequel le canal de circulation du fluide présentait, en regard de la queue tronconique du clapet, des gorges circulaires. In French patent No. 8202755 of February 19, 1984, a device was described according to which the fluid circulation channel had, opposite the frustoconical tail of the valve, circular grooves.

Par cette disposition, on parvenait à éviter le phénomène de cavitation mais non celui d'érosion dû au frottement du fluide qui franchissait le siège du clapet à très grande vitesse en raison d'un abaissement trop rapide de la pression statique inhérent à la forme tronconique de la queue du clapet. By this arrangement, it was possible to avoid the cavitation phenomenon but not that of erosion due to the friction of the fluid which crossed the seat of the valve at very high speed due to a too rapid lowering of the static pressure inherent in the frustoconical shape the tail of the valve.

La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient. The object of the present invention is to remedy this drawback.

Selon l'invention, la tige de commande du clapet de la vanne traverse une succession de chambres, dans la première desquelles le siège débouche, lesdites chambres communiquant entre elles et la dernière avec la sortie de la vanne par l'entremise d'orifices, traversés par ladite tige qui présente, sensiblement au droit de chacun desdits orifices,une partie cylindrique, susceptible d'obturer l'orifice correspondant,se prolongeant, à l'opposé du sens d'écoulement du fluide, par une partie tronconique se raccordant par sa grande base à ladite partie cylindrique. According to the invention, the control rod of the valve flap passes through a succession of chambers, in the first of which the seat opens, said chambers communicating with each other and the last with the outlet of the valve through orifices, crossed by said rod which has, substantially at the level of each of said orifices, a cylindrical part capable of closing off the corresponding orifice, extending, opposite the direction of flow of the fluid, by a frustoconical part connected by its large base at said cylindrical part.

De cette façon, on comprend qu'il est possible, par un calcul judicieux de la section offerte au passage du fluide d'une chambre à l'autre, de faire chuter la pression statique d'une façon connue et compatible avec une vitesse admissible du fluide. In this way, it is understood that it is possible, by a judicious calculation of the section offered for the passage of the fluid from one chamber to another, to drop the static pressure in a known manner and compatible with an admissible speed fluid.

D'autres caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés à titre d'exemple indicatif seulement, sur lesquels:
La figure 1 est une vue en coupe verticale d'une vanne conforme à l'invention, le dispositif de commande de la tige du clapet usuel n'étant pas représenté'
Les figures 2,3 et 4 sont des vues partielles et à plus grande échelle montrant,notamment, la possibilité de faire varier la section offerte au passage du fluide d'une chambre à l'autre, selon la position de la tige du clapet.Other characteristics will emerge better from the description which follows, made with reference to the accompanying drawings by way of indicative example only, in which:
Figure 1 is a vertical sectional view of a valve according to the invention, the conventional valve stem control device not being shown '
Figures 2,3 and 4 are partial views on a larger scale showing, in particular, the possibility of varying the section offered for the passage of the fluid from one chamber to another, depending on the position of the valve stem.

En se reportant aux dessins, on voit que le corps 1 de la vanne comporte une entrée 2 et une sortie 3 de fluide, séparées par un siège 4,normalement obturé par un clapet 5,porté par une tige 6 de commande. Referring to the drawings, it can be seen that the body 1 of the valve has an inlet 2 and an outlet 3 for fluid, separated by a seat 4, normally closed by a valve 5, carried by a control rod 6.

Selon l'invention, la tige 6 traverse des chambres 7 qui communiquent entre elles et la dernière avec la sortie 3 par l'entre mise d'orifices 8. According to the invention, the rod 6 passes through chambers 7 which communicate with each other and the last with the outlet 3 through the entry of orifices 8.

La tige 6 présente, sensiblement au droit de chacun des orifices 8,une partie cylindrique 9 se prolongeant vers le bas par une partie tronconique 10. The rod 6 has, substantially at the right of each of the orifices 8, a cylindrical part 9 extending downwards by a frustoconical part 10.

Chacune des parties cylindriques 9 est susceptible de s'ajuster, librement et sans jeu, dans l'orifice 8 correspondant lorsque le clapet 5 est appliqué contre son siège ( figure 2). Each of the cylindrical parts 9 is capable of adjusting, freely and without play, in the corresponding orifice 8 when the valve 5 is applied against its seat (FIG. 2).

Lorsqu'on déplace la tige 6, selon la flèche F1, le clapet se soulève, le fluide pénètre dans la première chambre 7, la pression statique chute et le phénomène de cavitation est éliminé par " éclatement " dans ladite chambre. When the rod 6 is moved, according to arrow F1, the valve is raised, the fluid enters the first chamber 7, the static pressure drops and the cavitation phenomenon is eliminated by "bursting" in said chamber.

Simultanément, les parties 9-10 de ladite tige 6 sont amenées sensiblement dans la position représentée sur la figure 3. En franchissant l'orifice 8a de la figure 3, la pression chute de nouveau et ainsi de suite d'une chambre à l'autre jusqu'à la dernière. Simultaneously, the parts 9-10 of said rod 6 are brought substantially into the position shown in Figure 3. By crossing the orifice 8a of Figure 3, the pressure drops again and so on from one chamber to the other until the last.

Compte tenu de la pression à l'entrée de la vanne, de celle qu'on désire obtenir à la sortie, de la nature du fluide et des matériaux utilisés, on comprend qu'il est possible par un calcul judicieux de la section offerte au passage du fluide entre chaque étage de maintenir la vitesse de ce dernier en -dessous d'une valeur critique susceptible de donner naissance à des phénomènes d'érosion. Given the pressure at the inlet of the valve, that which one wishes to obtain at the outlet, the nature of the fluid and the materials used, it is understood that it is possible by a judicious calculation of the section offered to the passage of the fluid between each stage to maintain the speed of the latter below a critical value capable of giving rise to erosion phenomena.

La conception de la vanne qui vient d'être décrite ci-dessus, permet de remédier aussi à un problème important à savoir le colmatage de la vanne en raison des impuretés solides véhiculées par le fluide et qui a lieu surtout lorsque l'écart entre la pression d'entrée et celle de sortie est important. The design of the valve which has just been described above also makes it possible to remedy an important problem, namely the clogging of the valve due to the solid impurities carried by the fluid and which takes place especially when the difference between the inlet and outlet pressure is important.

Si on se reporte à la figure 3, on voit que des impuretés peuvent se déposer dans l'espace annulaire ménagé entre l'alésage de l'orifice 8 et la périphérie de la partie tronconique 10. Referring to FIG. 3, it can be seen that impurities can be deposited in the annular space formed between the bore of the orifice 8 and the periphery of the frustoconical part 10.

Ce phénomène intempestif se traduit par une chute du débit à la sortie qui est rapidement décelée par les appareils de mesure usuels sous la dépendance desquels la vanne est placée.  This untimely phenomenon results in a drop in the flow rate at the outlet which is quickly detected by the usual measuring devices under the dependence of which the valve is placed.

Selon l'invention, la tige 6 présente à la suite de chaque partie tronconique 10 une gorge 11 et la course axiale de ladite tige est telle que la gorge ll peut être placée sensiblement dans l'orifice 8, comme montré sur la figure 4. According to the invention, the rod 6 has, after each frustoconical part 10, a groove 11 and the axial travel of said rod is such that the groove ll can be placed substantially in the orifice 8, as shown in FIG. 4.

De cette façon, si un colmatage se produit, les appareils de mesure qui décelent ce défaut donne l'ordre au servo-mécanisme de commande de la tige 6 de la déplacer axialement pour qu'elle se place selon la position montrée sur la figure 4. In this way, if a blockage occurs, the measuring devices which detect this defect gives the order to the servo-mechanism for controlling the rod 6 to move it axially so that it is positioned according to the position shown in FIG. 4 .

A ce moment, la section offerte au passage du fluide augmente considérablement et la pression aussi, ce qui a pour effet de chasser les impuretés. At this time, the section offered to the passage of the fluid increases considerably and the pressure too, which has the effect of driving out the impurities.

Immédiatement après, la tige 6 est déplacée en sens inverse pour rétablir la pression à la sortie de la vanne à la valeur désirée ( position de la figure 3). Immediately afterwards, the rod 6 is moved in the opposite direction to restore the pressure at the outlet of the valve to the desired value (position in FIG. 3).

Selon un mode de réalisation, le corps 1 présente un alésage 12 dans lequel sont empilés des boîtiers 13, délimitant les chambres 7,le boîtier inférieur étant obturé par une rondelle 14 portant le siège 4. According to one embodiment, the body 1 has a bore 12 in which the boxes 13 are stacked, delimiting the chambers 7, the lower box being closed by a washer 14 carrying the seat 4.

Cet ensemble est maintenu contre le fond 15 de l'alésage 12 à l'aide d'un bouchon 16 traversé de façon étanche par la tige 6. L'étanchéité de l'ensemble est complétée par des joints 17 et 18. This assembly is held against the bottom 15 of the bore 12 by means of a plug 16 leaktightly crossed by the rod 6. The assembly is sealed by seals 17 and 18.

Un espace annulaire 19 est ménagé entre les boîtiers et l'alésage,ledit espace communiquant avec la sortie 3 par l'entremise de trous 20 du bouchon. An annular space 19 is provided between the housings and the bore, said space communicating with the outlet 3 through holes 20 in the plug.

Bien entendu, la présente invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit et représenté mais s'étend, au contraire, à toutes variantes de formes et dimensions.  Of course, the present invention is not limited to the embodiment described and shown but extends, on the contrary, to all variants of shapes and dimensions.

Claims (2)

REVENDICATIONS. CLAIMS. l-Dispositif anticavitation et antiérosion pour vanne à clapet,caractérisé en ce que la tige (6) de commande du clapet (5) de la vanne traverse une succession de chambres (7),dans la première desquelles le siège (4) débouche, lesdites chambres communiquant entre elles et la dernière avec la sortie (3) de la vanne, par l'entremise d'orifices (8),traversés par ladite tige qui présente, sensiblement au droit de chacun desdits orifices une partie cylindrique (9),susceptible d'obturer l'orifice correspondant, se prolongeant à l'opposé du sens d'écoulement du fluide par une partie tronconique (10) se raccordant par sa grande base à ladite partie cylindrique. l-Anti-cavitation and anti-erosion device for a check valve, characterized in that the rod (6) for controlling the valve (5) of the valve passes through a succession of chambers (7), into the first of which the seat (4) opens, said chambers communicating with each other and the last with the outlet (3) of the valve, through orifices (8), crossed by said rod which has, substantially at the right of each of said orifices, a cylindrical part (9), capable of closing off the corresponding orifice, extending opposite to the direction of flow of the fluid by a frustoconical part (10) connecting by its large base to said cylindrical part. 2-Dispositif anticavitation et antiérosion pour vanne à clapet selon la revendication l,caractérisé en ce que la tige (6) présente à la suite de chaque partie tronconique (10) une gorge (11) susceptible,par un déplacement axial de ladite tige, d'être amenée sensiblement au droit de l'orifice (8)correspondant.  2-anti-cavitation and anti-erosion device for a flap valve according to claim l, characterized in that the rod (6) has, after each frustoconical part (10) a groove (11) capable, by axial displacement of said rod, to be brought substantially to the right of the corresponding orifice (8).