FR2654466A1 - Anti-siphoning valve for a pump for lubricating a turbo machine - Google Patents

Abstract

Anti-siphoning valve (20) intended to be placed in a pipe (14) between a tank (10) and an intake orifice of a pump (14) for lubricating a turbomachine, including a valve seat (22) and a closure (24) which is returned elastically towards the said seat; characterised in that the said closure can move away from the said seat towards the said intake orifice, and in that it comprises a control chamber (32) in which there moves a piston (34) associated with the closure (24) and a hydraulic connection (36) between the outlet of the pump (14) and the control chamber (32).

Description

La présente invention concerne un clapet anti-siphon pour pompe de lubrification de turbomachine. The present invention relates to an anti-siphon valve for a turbomachine lubrication pump.

Pour la circulation de lubrifiant dans des turbomachines, on prévoit en général des pompes à huile de type volumétrique à engrenages internes, et le réservoir de lubrifiant est placé à une altitude supérieure à celle de la pompe afin de maintenir constamment une charge hydraulique à l'orifice d'aspiration de la pompe. For the circulation of lubricant in turbomachines, oil pumps of the volumetric type with internal gears are generally provided, and the lubricant reservoir is placed at an altitude higher than that of the pump in order to constantly maintain a hydraulic head at the pump suction port.

Lorsque la turbomachine est arrêtée, ainsi que la pompe, le lubrifiant a naturellement tendance à s'écouler par les jeux internes de la pompe, de sorte que le réservoir d'alimentation se vidange vers des organes placés en aval, comme par exemple la boîte à accessoires. I1 est par conséquent habituellement nécessaire d'implanter un systèmes anti-siphon, en amont de la tuyauterie d'aspiration et à une altitude au moins égale au niveau supérieur du liquide dans le réservoir. When the turbomachine is stopped, as well as the pump, the lubricant naturally tends to flow through the internal clearances of the pump, so that the supply tank empties towards organs placed downstream, such as for example the can with accessories. It is therefore usually necessary to install an anti-siphon system, upstream of the suction pipe and at an altitude at least equal to the upper level of the liquid in the tank.

Ces systèmes sont généralement lourds et encombrants et obligent de plus à rallonger les tuyauteries afin de remonter depuis le niveau inférieur du réservoir jusqu'au système anti-siphon, puis de redescendre depuis celui-ci jusqu'à l'orifice d'aspiration de la pompe, et obligent également à prévoir un raccordement hudraulique entre le conduit de refoulement de la pompe et le système anti-siphon. These systems are generally heavy and bulky and also require extending the pipes in order to go up from the lower level of the tank to the anti-siphon system, then to come down from it to the suction port of the pump, and also require a hydraulic connection between the pump discharge pipe and the anti-siphon system.

On connaît des documents FR 2 453 340 et 2 453 341 une soupape de retenue comprenant deux opercules basculants sollicités vers des sièges respectifs au moyen de ressorts, qu'il serait possible d'utiliser en lieu et place des systèmes anti-siphon habituels, les opercules s'ouvrant dans le sens d'écoulement du liquide et à l'encontre des ressorts, sous l'effet de la dépression créée à l'orifice d'aspiration lors de la mise en marche de la pompe, et les opercules se refermant sur leurs sièges sous l'action des ressorts lorsque la pompe est arrêtée. There are known from documents FR 2 453 340 and 2 453 341 a check valve comprising two tilting lids urged towards respective seats by means of springs, which it would be possible to use instead of the usual anti-siphon systems, the lids opening in the direction of flow of the liquid and against the springs, under the effect of the vacuum created at the suction orifice when the pump is started, and the lids closing on their seats under the action of the springs when the pump is stopped.

Cependant, pendant tout le fonctionnement de la pompe, le maintien des opercules en position ouverte à l'encontre de leurs ressorts de rappel provoque une perte de charge permanente, donc une sur-consommation d'énergie. However, during the entire operation of the pump, maintaining the lids in the open position against their return springs causes a permanent pressure drop, therefore an over-consumption of energy.

On connaît par ailleurs, du document EP 66 795, une soupape d'arrêt comportant un opercule mobile axialement et sollicité vers un siège au moyen d'un ressort, l'opercule s'ouvrant en direction opposée à l'écoulement du fluide, la soupape comportant également des moyens de commande pneumatiques de l'ouverture et de la fermeture de l'opercule. Furthermore, document EP 66 795 discloses a shut-off valve comprising an axially movable cover which is biased towards a seat by means of a spring, the cover opening in the direction opposite to the flow of the fluid, the valve also comprising pneumatic control means for opening and closing the cover.

Outre le fait qu'une telle soupape s'ouvre dans le sens contraire à celui qui correspond à un clapet de retenue s'ouvrant automatiquement sous l'effet de la dépression à l'aspiration de la pompe, elle nécessite de disposer de sources haute et basse pression adéquates et de branchements correspondants pour la commande d'ouverture/fermeture. In addition to the fact that such a valve opens in the opposite direction to that which corresponds to a check valve opening automatically under the effect of the vacuum at the suction of the pump, it requires to have high sources and low pressure suitable and corresponding connections for the opening / closing command.

Conformément à la présente invention, un clapet anti-siphon destiné à être placé sur une conduite entre un réservoir et un orifice d'aspiration d'une pompe de lubrification de turbomachine comprend un siège de clapet, un opercule, rappelé élastiquement vers ledit siège ; il est caractérisé en ce que ledit opercule est mobile en éloignement dudit siège en direction dudit orifice d'aspiration, et en ce qu'il comprend une chambre de commande, dans laquelle se déplace un piston associé à l'opercule, et une liaison hydraulique entre le refoulement de la pompe et la chambre de commande. According to the present invention, an anti-siphon valve intended to be placed on a pipe between a reservoir and a suction orifice of a turbomachine lubrication pump comprises a valve seat, a cover, resiliently biased towards said seat; it is characterized in that said cover is movable away from said seat in the direction of said suction opening, and in that it comprises a control chamber, in which a piston associated with the cover moves, and a hydraulic connection between the pump discharge and the control chamber.

De la sorte, lorsque la pompe démarre, la dépression créée à son orifice d'aspiration provoque la levée de l'opercule de clapet à l'encontre d'une force élastique de rappel, permettant l'admission de liquide vers la pompe, puis, lorsque la pression de liquide au refoulement augmente, cette pression est admise vers la chambre de commande, ce qui a pour effet de repousser l'opercule à une distance accrue de son siège et permette ainsi un écoulement du liquide sensiblement non freiné à la traversée du clapet. In this way, when the pump starts, the vacuum created at its suction orifice causes the lifting of the valve cover against an elastic return force, allowing the admission of liquid to the pump, then , when the liquid pressure at the discharge increases, this pressure is admitted towards the control chamber, which has the effect of pushing back the cover at an increased distance from its seat and thus allows a flow of the liquid which is substantially unbraked at the crossing of the valve.

Lorsque la pompe s'arrête, la pression dans la chambre de commande diminue, et l'opercule se rapproche vers son siège puis vient s'appliquer vers celui-ci sous la force de rappel élastique lorsque la dépression à l'admission de la pompe disparaît. When the pump stops, the pressure in the control chamber decreases, and the seal approaches towards its seat then comes to apply towards it under the elastic restoring force when the vacuum at the intake of the pump disappears.

La présente invention sera maintenant décrite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est un schéma de principe illustrant une installation incorporant un clapet conforme à l'invention, et
- la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un mode de réalisation du clapet.The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which
FIG. 1 is a block diagram illustrating an installation incorporating a valve according to the invention, and
- Figure 2 is an axial sectional view of an embodiment of the valve.

L'installation de la figure 1 comprend un réservoir 10 pour un liquide lubrifiant, un conduit 12 ouvrant à la partie inférieure du réservoir et aboutissant à l'aspiration d'une pompe 14 de circulation du lubrifiant, cette pompe refoulant le lubrifiant vers un conduit de distribution 16 en direction d'appareils ou organes utilisateurs non représentés. Un conduit 18 de retour, débouchant à la partie supérieure du réservoir, assure le retour du lubrifiant depuis les appareils utilisateurs. The installation of FIG. 1 comprises a reservoir 10 for a lubricating liquid, a conduit 12 opening at the bottom of the reservoir and leading to the suction of a pump 14 for circulating the lubricant, this pump delivering the lubricant to a conduit distribution 16 towards devices or user bodies not shown. A return conduit 18, opening at the upper part of the reservoir, ensures the return of the lubricant from the user devices.

Dans le conduit 12, donc du côté de l'aspiration de la pompe 14, est monté un clapet 20, selon la présente invention. In the duct 12, therefore on the suction side of the pump 14, is mounted a valve 20, according to the present invention.

Le clapet comprend un siège 22 et un opercule 24 sollicité en direction du siège par un organe de rappel élastique ou ressort 26, l'opercule pouvant se déplacer en direction de l'orifice d'aspiration de la pompe 14 en s'éloignant du siège comme il sera vu ci-après. The valve comprises a seat 22 and a cover 24 urged towards the seat by an elastic return member or spring 26, the cover being able to move in the direction of the suction orifice of the pump 14 away from the seat as will be seen below.

Pour les besoins de l'illustration schématique, l'opercule est représenté comme étant pivotant autour d'un axe d'articulation 28 et comportant un bras de manoeuvre 30 du caté opposé à cet axe. For the purposes of the diagrammatic illustration, the cover is shown as being pivotable about an articulation axis 28 and comprising an operating arm 30 of the block opposite to this axis.

Une chambre de commande 32 abrite un piston 34 relié au bras de manoeuvre 30. La chambre de commande est reliée par un premier passage 36 au refoulement de la pompe, et par un second passage 40 muni d'un étranglement 42 à l'aspiration de la pompe. A control chamber 32 houses a piston 34 connected to the operating arm 30. The control chamber is connected by a first passage 36 to the discharge of the pump, and by a second passage 40 provided with a throttle 42 at the suction of the pump.

Pour les besoins de la description qui va suivre du fonctionnement du clapet, on désignera par P1 la pression régnant en amont du clapet, P2 la pression en aval du clapet qui est aussi le pression à l'aspiration de la pompe, P3 la pression du refoulement de la pompe, et enfin P4 la pression régnant dans la chambre de commande. For the purposes of the description which follows of the operation of the valve, the pressure prevailing upstream of the valve will be designated by P1, P2 the pressure downstream of the valve which is also the pressure at the suction of the pump, P3 the pressure of the pump discharge, and finally P4 the pressure prevailing in the control chamber.

Lorsque la pompe est à l'arrêt, la pression P1 est égale à la pression créée par la colonne de liquide située au dessus de l'opercule 24 jusqu'à la surface de liquide dans le réservoir 10, l'opercule 24 est plaqué contre son siège 22 par le ressort 26, et les pressions P2, P3 et P4 sont égales à la pression atmosphérique ambiante. Les pressions étant égales de part et d'autre du piston 34, celui-ci est repoussé dans la chambre 32 par le bras 30. When the pump is stopped, the pressure P1 is equal to the pressure created by the column of liquid located above the cover 24 to the liquid surface in the reservoir 10, the cover 24 is pressed against its seat 22 by the spring 26, and the pressures P2, P3 and P4 are equal to the ambient atmospheric pressure. The pressures being equal on either side of the piston 34, the latter is pushed back into the chamber 32 by the arm 30.

On remarque que la force du ressort 26 doit être juste suffisante pour compenser la charge hydrostatique exercée par la colonne de liquide et appliquer correctement l'opercule 24 contre son siège 22. It is noted that the force of the spring 26 must be just sufficient to compensate for the hydrostatic load exerted by the column of liquid and correctly apply the cover 24 against its seat 22.

Au démarrage de la pompe 14, une dépression se crée à l'aspiration, donc P2 diminue, et une surpression se crée au refoulement, donc P3 augmente. En raison de la présence de la restriction 42, la pression P4 dans la chambre 32 s'établit à une valeur pratiquement égale à P3. When the pump 14 is started, a vacuum is created at the suction, therefore P2 decreases, and an overpressure is created at the discharge, therefore P3 increases. Due to the presence of the restriction 42, the pressure P4 in the chamber 32 is established at a value practically equal to P3.

Suite à l'augmentation de la différence des pressions, P1-P2, régnant de part et d'autre de l'opercule 24, celui-ci bascule à l'encontre du ressort 26, ce qui permet l'écoulement de liquide depuis le réservoir 10 vers la pompe 14. Following the increase in the pressure difference, P1-P2, prevailing on either side of the cover 24, the latter rocks against the spring 26, which allows the flow of liquid from the tank 10 to pump 14.

Au fur et à mesure que la pression au refoulement P3 augmente, de même que la pression P4 dans la chambre de commande 32, le piston 34 est repoussé hors de la chambre en entraînant le bras de manoeuvre 30, donc l'opercule 24 en éloignement de son siège. L'ouverture du clapet est ainsi confirmée par la pression qui règne dans la chambre de commande, et l'opercule ainsi dégagé du trajet du liquide n'introduit pas de perte de charge notable. As the discharge pressure P3 increases, as does the pressure P4 in the control chamber 32, the piston 34 is pushed out of the chamber by driving the operating arm 30, therefore the cover 24 away from his seat. The opening of the valve is thus confirmed by the pressure prevailing in the control chamber, and the cover thus released from the path of the liquid does not introduce any significant pressure drop.

Lorsqu'on arrête la pompe, la dépression à l'aspiration diminue, donc P2 augmente, et la pression au refoulement P3 diminue, ainsi que la pression P4 dans la chambre de commande. When the pump is stopped, the suction vacuum decreases, therefore P2 increases, and the discharge pressure P3 decreases, as does the pressure P4 in the control chamber.

La force exercée par le piston 32 sur le bras de manoeuvre 30 s'annule de sorte que l'opercule 24 est ramené en direction de son siège 22 par le ressort 26. Pendant ce temps, l'huile contenue dans la chambre de manoeuvre s'écoule en direction de l'aspiration de la pompe via le second passage 40 et l'étranglement 42, ce qui permet le recul du piston 34. The force exerted by the piston 32 on the operating arm 30 is canceled so that the cover 24 is brought back towards its seat 22 by the spring 26. During this time, the oil contained in the operating chamber s 'flows in the direction of the pump suction via the second passage 40 and the throttle 42, which allows the piston 34 to recede.

Dans le mode de réalisation pratique de la figure 2, le corps 100 du clapet 20 est sensiblement cylindrique et comporte un alésage étagé formé de trois sections successives 102, 104, 106 de diamètres croissants à partir de l'orifice d'entrée 108 relié au réservoir 10, séparées par deux épaulements 110, 112. In the practical embodiment of Figure 2, the body 100 of the valve 20 is substantially cylindrical and has a stepped bore formed by three successive sections 102, 104, 106 of increasing diameters from the inlet orifice 108 connected to the tank 10, separated by two shoulders 110, 112.

La section de plus grand diamètre 106 de l'alésage reçoit un bouchon 114 percé d'un orifice de sortie 116 relié à l'aspiration de la pompe 14. The larger diameter section 106 of the bore receives a plug 114 pierced with an outlet orifice 116 connected to the suction of the pump 14.

Le siège 22 de clapet est constitué par l'arête circulaire terminale entre la section d'alésage 102 et l'épaulement 110. L'opercule 24 de clapet est un bloc généralement conique porté par un disque 118 coulissant dans la seconde section d'alésage 104 et rappelé en contact avec le siège 22 par un ressort à boudin 26 emprisonné entre le bouchon 114 et le disque 118. Autour du bloc conique 24, le disque 118 comporte des ouvertures 120 permettant l'écoulement de liquide à travers le disque. The valve seat 22 is constituted by the terminal circular edge between the bore section 102 and the shoulder 110. The valve cover 24 is a generally conical block carried by a disc 118 sliding in the second bore section 104 and returned in contact with the seat 22 by a coil spring 26 trapped between the plug 114 and the disc 118. Around the conical block 24, the disc 118 has openings 120 allowing the flow of liquid through the disc.

Dans ce mode de réalisation, la chambre de commande 32 est définie dans une zone annulaire fermée extérieurement par le second épaulement 112 de l'alésage et la section de grand diamètre 106 de l'alésage, et intérieurement par la surface périphérique 122 du disque 118 et par un épaulement opposé 124 ménagé sur un prolongement 126 du disque qui coulisse dans la section d'alésage 106. In this embodiment, the control chamber 32 is defined in an annular zone closed externally by the second shoulder 112 of the bore and the large diameter section 106 of the bore, and internally by the peripheral surface 122 of the disc 118 and by an opposite shoulder 124 formed on an extension 126 of the disc which slides in the bore section 106.

Ce prolongement 126 constitue à cet égard à la fois le piston 34 et le bras de mnaoeuvre 30 de l'illustration schématique de la figure 1. This extension 126 constitutes in this respect both the piston 34 and the actuating arm 30 of the schematic illustration of FIG. 1.

Le corps 100 comporte un orifice 128 débouchant vers la chambre de commande 32 et relié au passage 36 vers le refoulement de la pompe. Enfin, le passage étranglé 40-42 est simplement défini par les jeux existants entre le disque 118 et son prolongement 126 et les deux sections d'alésage 104 et 106.  The body 100 has an orifice 128 opening towards the control chamber 32 and connected to the passage 36 towards the discharge of the pump. Finally, the throttled passage 40-42 is simply defined by the clearances existing between the disc 118 and its extension 126 and the two bore sections 104 and 106.

On remarquera qu'il s'agit d'un clapet particulièrement facile à réaliser, de faible coût et de faible poids.  It will be noted that this is a valve which is particularly easy to produce, of low cost and of low weight.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Clapet (20) anti-siphon destiné à être placé sur une conduite (14) entre un réservoir (10) et un orifice d'aspiration d'une pompe (14) de lubrification de turbomachine comprenant un siège (22) de clapet et un opercule (24), rappelé élastiquement vers ledit siège ; caractérisé en ce que ledit opercule est mobile en éloignement dudit siège en direction dudit orifice d'aspiration, et en ce qu'il comprend une chambre de commande (32), dans laquelle se déplace un piston (34) associé à l'opercule (24) et une liaison hydraulique (36) entre le refoulement de la pompe (14) et la chambre de commande (32). 1. Anti-siphon valve (20) intended to be placed on a pipe (14) between a reservoir (10) and a suction port of a turbomachine lubrication pump (14) comprising a valve seat (22) and a cover (24), resiliently biased towards said seat; characterized in that said cover is movable away from said seat in the direction of said suction opening, and in that it comprises a control chamber (32), in which a piston (34) moves associated with the cover ( 24) and a hydraulic connection (36) between the discharge of the pump (14) and the control chamber (32). 2. Clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une liaison hydraulique (40) dotée d'un étranglement (42) entre la chambre de commande (32) et le clapet. 2. Valve according to claim 1, characterized in that it comprises a hydraulic connection (40) provided with a throttle (42) between the control chamber (32) and the valve. 3. Clapet selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (100) sensiblement cylindrique percé d'un alésage étagé, à sections successives (102, 104, 106) le siège du clapet (22) étant constitué par une arête terminale d'une section d'alésage (102), l'opercule (24) du clapet étant porté par un disque (118) percé d'ouvertures (120) et coulissant dans une seconde section d'alésage (104), ladite chambre de commande (32) étant définie entre une troisième section d'alésage (106) et un prolongement (126) du disque (118) qui coulisse dans la section d'alésage (106). 3. Valve according to one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises a body (100) substantially cylindrical pierced with a stepped bore, with successive sections (102, 104, 106) the seat of the valve (22 ) being constituted by a terminal edge of a bore section (102), the cover (24) of the valve being carried by a disc (118) pierced with openings (120) and sliding in a second bore section (104), said control chamber (32) being defined between a third bore section (106) and an extension (126) of the disc (118) which slides in the bore section (106). 4. Clapet selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la liaison hydraulique (40) à étranglement (42) est constituée par des jeux entre le disque (118) et l'alésage (104) du corps (100).  4. Valve according to one of claims 2 or 3, characterized in that the hydraulic connection (40) throttle (42) is constituted by games between the disc (118) and the bore (104) of the body (100 ).