Brevet FR2020514A1 — publié le 19700717

La présente invention se rapporte à une valve à fermeture rapide pour une pompe de brtleur à huile, avec piston de fermeture rapide se trouvant sous l'action d'un ressort, la face frontale opposée du piston étant sous la pression de service. Lors de la mise en route du bradeur à huile, la valve à fermeture rapide s'ouvre quand la pression de service réglée est atteinte. Le temps élevé de mise en route du moteur du bradeur à huile est d'environ 1 seconde. Du fait que la valve à fermeture rapide s ' ouvre à environ 50 à 70 % du nombre de tours nominal et que les conduites des tuyères sont conçues le plus souvent de fa çon rigide, pour éviter des réinjections qui, sans cela, seraient courantes, il se fait que le débit d'huile aux tuyères s'élève de O à un maximum endéans des fractions de seconde, Ceci signifie que l'huile pulvérisée s'enflamme de façon explosive, ce qui conduit à des secousses indésirables au démarrage. La valve de la présente invention remédie à ces secousses au démarrage, par le fait que, dans le piston de fermeture rapide, est guidé un autre piston à action évaporante, dont une paroi frontale enferme, avec le piston de fermeture rapide, un espace relié à la chambre de compression de la pompe par un étranglement et dont l'autre paroi frontale se trouve sous l'action d'un ressort. En d'autres termes, ceci signifie que la valve s'ouvre à une plus faible pression et libère le chemin vers les tuyères. Cette plus faible pression - également dénommée pression de démarrage - reste, avec cette valve, dans un rapport déterminé avec la pression de service. La durée de retardement, pendant laquelle la pression de pulvérisation augmente depuis la pression de démaro rage åusqu'à la pression de service, est influencée par un-étran- glement, qui est réglé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'illustra- tion et sans caractère limitatif, avec référence aux dessins annexés, qui montrent - Fig, 1 : une coupe à travers une valve à fermeture rapide avec pompe hors circuit; - Fig. 2 : la valve en coupe en position de démarrage; - Fig. 3 : la valve suivant la figo 1 en position de service, et notamment avec pression élevée de service; - Fig. 4 : une combinaison entre une valve à fermeture rapide et une valve à effet retardé. D'après la figure 1, la valve est montée dans le corps 1 d'une pompe de bradeur à huile. La vis 2 de jonction de tuyère, qui porte la jonction 3 de tuyère et le siège 4 de la valve, est vissée dans le corps de la pompe. L'enveloppe 5 de la valve est pressée contre la vis de connection des tuyères par le guide de tige 6, également vissé dans le corps 1 de la pompe, et par le ressort 7 Dans le creux de l'enveloppe 5 de la valve est disposé un piston 8 de fermeture rapide, qui comporte, à son extrtmité coté pression, un joint d'étanchéité 9 en matériau élastique avec disque 10 d'appui. Le joint d'étanchéité 9 et le disque d'appui 10 sont emboutis ensemble.Ce piston de fermeture rapide 8 est pressé contre le siège de valve 4 par les ressorts régulateurs de pression 1, qui peuvent être réglés par la broche 12 de réglage et l'écrou de réglage 13, de sorte que le chemin vers les tuyères est fermé. te piston 8 de fermeture rapide est foré et, dans cet espac.e creux, on dispose le cylindre 14 d'évaporation0 Sur ce cylindre d'évaporation 14 agit le ressort 15, qui peut être réglé de l'extérieur. A cet effet, on se sert de la broche 16, rendue étanche par un anneau 17 servant en même temps de sécurité de torsion0 La chambre cylindrique 18, entre la face frontale du piston d'évaporation 14 et le disque d'appui 10 dans le piston 8 à fermeture rapide est reliée par une fente d'étranglement 19 à la chambre sous pression 20 de la valve. A la mise en route, la pompe fournit d'abord de l'air, amené par la partie creuse 21, la fente 22 et le percement 23 dans le piston à fermeture rapide 8, la chambre 24 les percements 25 dans le piston de vaporisation 14 et par les ressorts il et Dans le percement de retour 26. L'huile qui est ensuite alimentée suit le meme chemin, mais s'accumule cependant au percement d'aération 23, de sorte qu'il se crée une pression avant le piston 8 de fermeture rapide. La pression monte alors jusqu'à ce que le piston 8 de fermeture rapide soit repoussé par la force hydraulique, agissant sur sa face frontale à l'encontre de la force réglée du ressort Il de réglage de pression.Aussitôt que le piston 8 de fermeture rapide avec son disque d'etancheité 9 est soulevé du siège de valve 4 (figure 2), la pulvérisation commence à la tuyère. Le piston 8 de fermeture rapide est maintenant repoussé par la force hydraulique Jusqu'à ce que la fente 27 dans le piston 8 ouvre le percement 28 dans l'enveloppe 5 de la-valve-. L'huile en excès s'écoule alors par cette ouverture et par les percements 25 dans le piston d'éva poration 14 dans l'action inverse. Dans cette position de démarrage, la pression de service du moment de la pompe agit seule, donc la pression de démarrage, sur la surface frontale entière du piston 8 de fermeture rapide0 A cette étape, le piston 14 d'evaporation a pris le chemin du piston 8 de fermeture rapide et ne se déplace donc pas par rapport à ce piston 8.A présent, l'huile pénètre lentement dans la chambre 18 par la fente d'étranglement 19. Dans cette chambre, la pression s'élève donc et le piston d'évaporation 14 est repoussé à l'encontre du ressort 15. La chambre s'agrandit et, de ce fait, plus d'huile encore doit passer par la fente d'étranglement 19 et ceci jusqu'à ce que la pression- dans la chambre 18 soit aussi grande que celle dans la chambre 20. Du fait de ce déplacement, le piston d'évaporation a fermé aussi le percement d'aération 23 (figure 3).Du fait de l'accroissement de pression dans la chambre 18, le piston 8 de fermeture rapide est progressivement renvoyé, de sorte qu'à la fin de cette étape, la face de l'nnneau circulaire (formée par la face du piston 8 et la face frontale du piston 14 d'évaporation) reste seule sous llaction de la pression de service. Du fait que la force du ressort 11 de réglage de pression n' a pas varié, la pression pendant cette étape doit êtrd accrue à une valeur supérieure. Le rapport entre la pression de démarrage et la pression de service finale doit donc être surface de l'anneau circulaire PB surface circulaire entière Ceci signifie que par réglage du diamètre du piston d'évaporation par rapport au diamètre externe du piston de fermeture rapide, on obtient le rapport convenable entre la pression de démarrage et la pression de service. On règle la durée pendant la quell-ela pression monte de la pression de démarrage à la pression de service grâce à la grandeur de la fente 19 d'étranglement et par le choix des constantes du ressort 15. Si on met l'installation hors circuit, l'alimentation de la pompe d-iminue avec le nombre de tours. La quantité revient tout d'abord à celle qui passe par le percement 28 dans l'enveloppe 5 de-la valve et la fente 27 dans le piston 8 de fermeture rapide0 Quand cette quantité devient nulle, le piston 8 de fermeture rapide ferme le siège de valve 4 par son joint d'étanchéité 9o Omette opération se déroule cependant si rapidement, que la chambre 18 varie à peine pendant ce temps, du fait que l'huile slJJ trouvant doit d'abord s'écouler en retour par la fente 19 de l'étrangle- ment, c.'est-à-dire que les deux pistons se déplacent ensemblejiss la direction de fermeture.Pendant l'arret du bradeur, l'huile de la chambre 18 pénètre lentement par le ressort 15 et le piston d'évaporation 14, en passant par la fente d'étranglement 19, dans la chambre 20 de compression de la valve, cette chsmbren'e'- tant pas actuellement sous pression. Le percement d'aération 23 est également réouvert. La fermeture du percement d'aération 23 par la pression de service plus élevée présence l'avantage que, du fait de ces pressions de service pius élevées, une plus petite quantité perdue s'écoule au retour et, par conséquent, il et une plus grande quartzite disponible aux tuyères, ce qui augmellte la capacité de la pompe.Mais cette solution présente cependant l'inconvénient, que le nombre de tours à la fermeture de la valve est réduit, ce qui conduit à des encrassements. Pour cette raison, ce percement d'aération 23 est avantageusement disposé et fermé par le piston d'évaporation 14, en disposant une valve magnétique soit dans la conduite aux tuyères, soit entre le c8té compression de la pompe et le retour. D'après la figure 2, la valve se trouve en position de démarrage. Le piston 8 de fermeture rapide est soulevé du siège de la valve 4 et il libère donc le trajet aux tuyères. Le ressort 15 n'est pas encore tendu. La chambre 18 n'est pas encore sous pression et toute la face du piston supporte la pression de service et la pompe n'a donc qu'unie prépression. La valve suivant la figure 3 travaille sous pression de service élevée. Le piston d'évaporation 14 a tellement comprimé le ressort 15, que la force de ce ressort correspond à la pression de service multipliée par la face frontale de la face du piston d'évaporation. Aux pressions élevées, le piston d'évaporation parcourt le plus grand chemin. La figure 4 montre la combinaison d'une valve de fermeture rapide avec fermeture rapide et évaporation dépendant de la pres sion:. Une vis de connection de tuyère 30, une enveloppe de valve 31, un piston de fermeture rapide 32, un piston d'évaporation 33 avec deux parties 33' et 33" et les ressorts 34, 35, 36 sont à nouveau disposés dans l'enveloppe 19. te dispositif de réglage correspond à celui de la figure 1. La vis 30 de connection de tuyère 30 est plus profondément évidée et le siège de valve 37, placé à la presse, en fait partie.Avec cette valve, le piston d'évaporation 33 remplit deux fonctions. I1 commande le démarrage, en liaison avec 11 endroit d'étranglement 38 dans la partie 33" de piston et il règle la quantité perdue par la fente d'aéra tion 39, ce qui assure un nombre de tours élevé de fermeture de la valve. Cette valve travaille comme suit : au démarrage, l'air est acheminé par le percement 40 dans l'enveloppe de valve 31, par la fente 41 dans le piston de fermeture rapide 32, par le percement 42, la fente d'aération 39, par le percement 43 dans le percement de retour 44. Lors de l'alimentation en huile, cette huile s'accumule à la fente d'aération 39 et, de ce fait, la pression 'monte0 Le piston 32 de fermeture rapide se soulève du siège de la valve et libère le chemin vers les tuyères. Le piston de fermeture rapide 32 est repoussé par la pression à un point tel que la fente 45 ouvre le percement 46 et l'huile en excès peut s'écouler dans le retour. Cet écoulement a lieu en quelques parties de secondes.L'huile pénètre depuis la chambre se trouvant sous pression, par 1'étranglement 38, dans la chambre 48, de sorte que le piston d'évaporation 33 repousse le ressort 34 et le piston 32 de fermeture rapide est dégagé. De ce fait, la pression de service s'accroit d'un facteur, résultant du rapport entre la face entière du piston 32 de fermeture rapide et la face annulaire circulaire, formée du diamètre externe du piston 32 et du diamètre du piston 33 d'évaporation. En cours de fonctionnement, le piston 33 d'évaporation se place suivant la pression de service. La section de la fente d'aération 39 allant en se réduisant est réduite de la partie 33' du piston d'évaporation lors des pressions élevées utilisées En réglant cette fente 39 sa conicité, sa section et les constantes du ressort 34, on peut maintenir la quantité de perte constante, indépendante de la pression. Lors de l'arrêt de l'installation, le ressort 34 n'a pas le temps de déplacer l'huile hors de la chambre 48. De ce fait, le piston de fermeture rapide 32 et le piston d'évaporation 33 peu- vent etre considérés comme formant une unité lors de la ferme turne. La fente 39 reste alors aussi grande à la fermeture que pendant le fonctionnement. Du fait de la coiàtance - dépendant de la pression - de l'écoulement à travers cette fente 39, le nombre de tours de fermeture est également constant, en ne tenant pas compte de la pression. Les tolérances peuvent etre égalisées par la broche 16. Comme le montre la figure 2, on peut aussi, dans le premier exemple d'exécution, prévoir une fente 39t, allant en se réduisant, dans le piston 8 de fermeture rapide. La valve travaille alors de façon analogue à celle de la figure 4o Lors de la fermeture, on a Quand le débit ou la quantité d'huile diminue, lors de l'arrêt de l'installation, la quantité en excès s'écoulant par les percements 27 et 28 diminue d'abords Ensuite, commence l'opération de fermeture proprement dite. Les deux pistons 8 et 14 sont pressés par les ressorts 11 et 15, lors de la diminution de la quantité totale alimentée par la pompe, dans la direction du siège de vOe 4, jusqu'à ce que le disque d'étanchéité 9 vienne se placer sur eux. De cette façon, l'alimentation aux tuyères est coupée, Mais du fait que le piston de réglage 14 continue à fonctionner, la section de la fente d'aération 39' s'agrandit, de sorte que la pression tombe complètement et diminue jusqu'à une valeur nulle, Avec les Valves habituelles, les fentes d'aération prévues sont très petites, d'où le danger de bouchage. La valve suivant l'invention présente l'avantage d'un autonettoyage, car la fente d'aération est entièrement libérée après chaque fonctionnement0 Dans la fente d'aération, l'huile a une très grande vitesse dbé- coulement, desorte qu'elle est soufflée de façon certaine à chaque démarrage et à chaque arrêt. RznVEI DICaTIONS 1 - Valve de fermeture pour pompe de bradeur à huile avec piston de fermeture rapide se trouvant sous l'action d'un ressort et dont le coté frontal opposé est sous la pression de service, caractrisée en ce cuve, dans le piston de fermeture rapide, est guid un second piston, dont une paroi frontale enferme, avec le piston de fermeture rapide, un espace relié à la chambre de comme pression de la pompe et dont l'autre paroi frontale se trouve sous l'action d'un ressort, 2 - Valve de fermeture rapide suivant revendication 1, caractérisée en ce que la liaison entre la chambre de compression de la pompe et l'espace formé par le piston de fermeture rapide et le second piston est en forme d'étranglement0 3 - Valve de fermeture rapide suivant revendicatiorsl et 2, caractérisée en ce que la liaison entre la chambre de compression de la pompe et l'espace formé par les deux pistons est un étranglement formé par une fente annulaire entre le percement du piston de fermeture rapide et le second piston, 4 - Valve de fermeture rapide suivant revendications 1 et 2 caractérisée en ce que la liaison entre la chambre de compression de la pompe et l'espace formé par les deux pistons est une fente agissant comme étranglement et située à la périphérie du second piston, 5 - Valve de fermeture rapide suivant revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, dans le percement du piston de fermeture rapide est disposée une liaison, agissant comme étranglement, en forme de fente entre le côté haute pression et le coté basse pression et commandée de façon dépendante de la pression par le déplacement, fonction de la pression, du second piston ae sorte que, sous l'effet d'une pression croissante, sa section diminue et/ou sa longueur augmente, et vice versa. 6 - Valve de fermeture rapide suivant revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la liaison agissant comme étranglement entre le coté haute pression et le coté basse pression est conçue comme une fente allant en se réduisant au diamètre interne du piston de fermeture rapide0 7 - Valve de fermeture rapide suivant revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la conicité et la section de la fente, la constante du ressort et la surface du second piston sont réglées l'une sur l'autre de sorte qu'il y ait un écoulement pratiquement constant pendant le fonctionnement de la pompe, 8 - Valve de fermeture rapide suivant revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la forme du ressort agissant sur le second piston est réglable de l'extérieur à l'aide d'une broche, 9 - Valve de fermeture rapide suivant revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la valve comporte une broche de réglage en fonction de la pression de service et un écrou, qui est évidé dans le sens axial et comporte dans un filet une autre broche de positionnement, formant le second appui pour le ressort agissant sur le second piston0