Brevet FR2010238A1 — publié le 19700213

La présente invention a pour objet Tin ensemble mono "bloc de valve qui permet de charger un réservoir de pression par insufflation de gaz sous pression et qui incorpore une valve de sûreté permettant de relâcher la pression dans le réservoir de pression 5 lorsqu'elle dépasse une valeur prédéterminée. lorsqu'un réservoir de pression est chargé avec du gaz sous pression par l'intermédiaire d'une valve unidirectionnelle de type usuel, l'écoulement du gaz dans le réservoir de pression doit être contrôlé soigneusement pour s'assurer qu'il n'excède pas un degré 10 prédéterminé afin d'éviter l'éclatement du réservoir de pression à charger. «. pré_ Lorsqu'un réservoir de pression est chargé à une pression/déterminée et si la pression monte, par exemple à la suite d'une élévation de la température ambiante ou d'une saute de pression 15 dans l'installation dont le réservoir de pression fait partie et à moins que des moyens de sécurité pour relâcher la pression ne soient convenablement associés au réservoir de pression ou à 1'installation dans laquelle il est utilisé, il peut se produire une rupture du réservoir de pression ou des lignes de pression de l1 20 installation. Le réservoir de pression présente normalement un orifice dans leq.uel la valve de charge de type usuel est montée, et lorsqu'on prévoit en outre une valve de sécurité pour le relâchement de pression, elle nécessite généralement un montage séparé et dis-25 tinct et on doit ménager une ouverture supplémentaire dans le réservoir de pression pour les besoins du montage, de sorte que 1' installation de la valve de sécurité grève le prix de l'équipement. L'ensemble formant valve d'insufflation et de sûreté, objet 30 de la présente invention, est tel qu'il puisse être incorporé dans un seul et même corps et présente des pièces en nombre réduit pouvant être fabriquées à un prix peu élevé avec un réglage facile permettant de fixer une valeur prédéterminée pour le relâchement de la pression. 35 L'ensemble suivant l'invention comporte un corps ayant tin per çage qui le traverse et qui a un diamètre réduit à une extrémité pour définir l'orifice de sortie de l'ensemble. ïïn organe obturateur sous forme d'un piston a un perçage axial et est monté coulissant dans le perçage du corps. Le piston est poussé par res-40 sort vers l'extrémité du corps qui présente l'orifice de sortie, 69 16233 2 2010238 de sorte qu'un joint annulaire porté par le piston puisse normalement couper la communication entre l'orifice de sortie et un orifice de relâchement de pression ménagé dans la paroi du corps. Une valve d'insufflation de gaz est montée à l'extrémité du 5 perçage du corps qui est éloigné de l'orifice de sortie, le gaz s'écoulant par le perçage du piston et par l'orifice de sortie pour parvenir au réservoir de pression à charger, même lorsque le piston coupe la communication entre l'orifice de sortie et l'orifice de relâchement de pression. 10 Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels, la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble suivant l'invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la li-15 gne 2-2 de la figure 1. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, la valve 10 comporte un corps 11 ayant un perçage cylindrique 12 qui s'étend depuis l'embouchure 13 du corps 11 jusqu'au fond transversal 14 dudit corps. 20 Le fond 14 a un orifice axial 15 d'un diamètre relativement petit en comparaison avec le diamètre du perçage 12. Cet orifice 15 est voisin d'une cavité tronconique 16 de la surface intérieure du fond. La périphérie de la cavité 16 présente un bord annulaire s'étendant vers l'intérieur et définissant un siège de val-25 ve. L'embouchure 13 du corps 11 est filetée intérieurement en 18 et reçoit un bouchon de fermeture 19 qui, dans l'exemple- représenté, consiste en la tête 19, filetée de manière correspondante, d' un guide 21 qui a une tige cylindrique 22 de diamètre réduit s'é-30 tendant dans le perçage 12. La tête 19 et la tête 22 ont un perçage axial 23 qui les traverse et qui a un diamètre réduit en 24 suivant l'extrémité intérieure de la tige 22. Celle-ci présente, à son extrémité intérieure, une rainure annulaire 25 périphérique recevant tin Joint to-35 rique 26. Un organe obturateur 28 est monté coulissant sur la tige 22 et entoure le joint torique. Il a la forme d'un piston creux dont le fond 29, disposé à l'extrémité interne, à tin orifice axial 31 aligné tant avec l'orifice 15 du fond 14 du corps 11 qu' 40 avec la partie de diamètre réduit 24 du perçage 23. 69 16233 3 2010238 La surface extérieure du fond 29 du piston 28 a une rainure annulaire 32 dans laquelle est assujetti tin organe élastique 33, tel qu'une rondelle, le dit organe élastique étant aligné avec le "bord annulaire 17. L'organe élastique 33 est normalement mainte-5 nu contre le bord 17 par tin ressort hélicoïdal 34 agissant en compression entre l'extrémité 34* du piston 28 et la tête 19 du guide 21. La périphérie du piston 28 présente une pluralité de rainures longitudinales espacées 36» tandis que des orifices de relâ-10 chement de pression 37 sont ménagés dans le corps 11 et communiquent avec le perçage 12 de celui-ci. L'ensemble formant valve d'insufflation et de sûreté tel qu' il vient d'être décrit, peut être utilisé avec tout réservoir de pression approprié tel qu'un réservoir de gaz 41 ayant un orifice 15 de sortie 42 auquel une ligne appropriée (non représentée) peut être reliée. L'ensemble 10 est fixé dans une ouverture 43 de la paroi du réservoir 41, par exemple par soudure en 44. Pour charger le réservoir de pression, on enlève le chapeau 20 45 et l'on branche une source de gaz sous pression sur l'extrémité saillante 46 du guide 21. Le gaz sous pression s'écoule par 1*intermédiaire^ùne valve finidiajéctionnelle de type usuel 46 telle qu'une valve connue sous la dénomination Shraeder, montée dans le perçage 23 du guide 21, 25 puis par les orifices alignés 24 et 31 et par l'orifice de sortie 15 pour pénétrer dans le réservoir 41 et le charger. Lorsque le réservoir est chargé au degré désiré, on débranche la source de gaz sous pression de la partie saillante 46 et on revisse le chapeau 45 en place. 30 Gomme l'aire D1 de la surface externe du fond du piston 28 soumise à la pression du réservoir 41 est plus grande que l'aire Dg de la surface interne du fond du piston, et puisque ees deux surfaces sont soumises à la même pression, l'effet différentiel qui en résulte tend à écarter le piston 28 du siège de valve dé-35 fini par le bord annulaire 17. Mais en raison de la force exercée par le ressort hélicoïdal 34, le piston reste normalement en appui sur le siège à moins que la pression ne monte à un point tel que la force exercée sur le piston éloigne celui-ci du siège en surmontant la résistance 40 exercée par le ressort hélicoïdal 34. 69 16233 4 2010238 Lorsque le piston est écarté du siège 17» un passage pour 1' échappement du gaz sous pression du réservoir 41 est créé et comporte l'orifice 15» les rainures 36 du piston 28 et les orifices de relâchement de pression 37. 5 La force exercée par le ressort 34 peut être réglée en ajus tant la position de la tête 19 du guide 21. On peut procéder facilement à ce réglage en utilisant par exemple une clé et en 1' appliquant sur des méplats 50 de l'extrémité saillante 46 du guide pour faire tourner ce dernier. 10 L'ensemble 10 tel que décrit ci-dessus peut par exemple être réglé pour une pression de sûreté de 280 bars alors que la pression de travail est de 140 bars. Lorsque le réservoir est chargé initialement par du gaz sous pression qui s'écoule par la valve 46' dans le réservoir, si la pression de charge dépasse 280 15 bars, le piston quitte son siège 17 pour faire fuir le réservoir. Le relâchement de pression peut également se produire au cours de l'usage du réservoir de pression, s'il y a des sautes de pression dans le système ou encore si la pression augmente par suite d'une élévation de la température. 20 II est bien entendu que la description précédente en référence aux dessins annexés est donnée à titre illustratif et non pas limitatif et que diverses variantes peuvent être prévues dans le cadre de l'invention tel que défini par les revendications ci-après . O 69 16233 5 010238 REVENDICATIONS 1 - Ensemble formant valve d'insufflation et de sûreté, caractérisé en ce qu'il comporte tin corps ayant un perçage qui le traverse et qui définit une embouchure à une extrémité et ion ori- 5 fice de sortie à l'autre extrémité, le dit orifice de sortie ayaat un siège de valve associé avec lui, le corps ayant un orifice de relâchement de pression communiquant avec le perçage du dit corps un organe obturateur monté coulissant dans le perçage du corps, et déplaçable en éloignement et en rapprochement du dit siège, 10 des moyens poussant normalement l'organe obturateur contre le siège pour couper la-communication entre le dit orifice de sortie et le dit orifice de relâchement de pression, un organe de fermeture disposé à l'embouchure dudit perçage, une valve de charge de gaz montée dans le dit organe de fermeture, et des mo-15 yens pour établir une communication entre la valve de charge de gaz et le dit orifice de sortie, de telle sorte que lorsque la pression de gaz dans le dit orifice de sortie dépasse une valeur prédéterminée, le dit organe obturateur est écarté de son siège pour établir une communication entre le dit orifice de sortie et 20 le dit orifice de relâchement de pression. 2 - Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité du corps qui est éloignée de 11embouchure de celui-ci a un fond transversal dans lequel est ménagé le dit orifice de sortie, le dit fond ayant un bord annulaire qui s'étend 25 vers l'intérieur, qui est coaxial avec ledit orifice de sortie et qui définit ledit siège de valve. 3 - Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité du corps qui est éloignée de 1'embouchure de celui-ci a un fond transversal dans lequel est ménagé le dit ori- 30 fice de sortie, le dit fond ayant un bord annulaire qui s'étendant vers l'intérieur, est coaxial avec le dit orifice de sortie et définit ledit siège de valve, le dit organe obturateur comportant un piston ayant tin perçage axial qui définit les moyens pour établir une communication entre ladite valve de charge de gaz et 35 le dit orifice de sortie, la paroi d'extrémité du dit piston qui est voisine dudit orifice de sortie étant applicable contre ledit bord annulaire. 4 - Ensemble suivant la revendication 3» caractérisé en ce que la paroi d'extrémité du dit piston qui est voisine de l'ori 69 16233 6 2010238 fice de sortie a une rainure annulaire, tandis qu'un joint élastique est placé dans ladite rainure annulaire et c'est par lui que le piston est applicable contre le dit bord annulaire. 5 - Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce 5 que l'extrémité du corps éloigné de 11embouchure de celui-ci a un fond transversal avec un perçage axial qui définit l'orifice de sortie, le dit fond ayant sur sa surface intérieure un bord annulaire qui s'étend vers l'intérieur, qui est coaxial avec le dit orifice de sortie et qui définit le dit siège de valve, le dit 10 organe obturateur comportant un piston ayant un perçage axial définissant les moyens pour établir une communication entre la dite valve de charge de gaz et le dit orifice de sortie, la paroi d' extrémité du dit piston qui est voisine du dit orifice de sortie étant applicable contre le dit bord annulaire, le dit piston 15 ayant un fond transversal à son extrémité qui est voisine du dit orifice de sortie, le dit fond définissant la paroi d'extrémité du dit piston, la partie du dit orifice traversant le fond du piston étant de diamètre réduit, l'aire de la surface interne du fond exposé à la pression de fluide dans l'orifice de sortie é-20 tant plus petite que l'aire de la surface externe dudit fond exposé à la pression de fluide dans le dit orifice de sortie. 6 - Ensemble suivant la revendication 5» caractérisé en ce que l'organe de fermeture comporte une tête vissée dans l'embouchure du perçage du corps, la dite tête ayant une tige axiale de gui- 25 dage s'étendant vers l'intérieur, l'extrémité intérieure de la dite tige étant espacée longitudinalement de l'orifice de sortie, la tête et la dite tige de l'organe de fermeture ayant un perçage axial, la dite valve de charge de gaz étant montée dans le perçage de l'organe de fermeture à son extrémité extérieure, l'ex-30 trémité intérieure de la dite tige s'étendant dans la partie de plus grand diamètre du perçage du piston pour le montage coulissant de ce piston. 7 - Ensemble suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'un ressort hélicoïdal entoure ladite tige et agit en compres- 35 sion entre des faces opposées de la dite tige et du dit piston pour pousser le dit piston vers le siège de valve. 8 - Ensemble suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le piston a des moyens de passage longitudinaux dans sa périphérie externe tandis que le perçage du corps a un orifice de 40 relâchement de pression communiquant avec sa partie qui est com 69 16233 7 2010238 prise entre la tête de l'organe de fermeture et le piston, les-dits moyens de passage longitudinaux établissant une communication entre l'orifice de sortie et le dit orifice de relâchement de pression lorsque le piston est écarté de son siège. 5 9 - Ensemble suivant la revendication 6, caractérisé en ce q.ue l'extrémité intérieure de la dite tige a une rainure annulaire dans sa périphérie externe et un joint torique est disposé dans la dite rainure annulaire pour former étanchéité par rapport à la surface de paroi du perçage du piston qui entoure le dit 10 joint torique.