Brevet FR2192262A1 — publié le 19740208

L'invention est relative à un dispositif destiné à obtenir un fonctionnement à peu près silencieux de soupapes traversées par un écoulement de fluide, notamment de soupapes réductrices de pression, dont l'ouverture d'étranglement, ou du siège de soupape , coopère avec un corps d'étranglement ou de fermeture de soupape soumis à l'écoulement de fluide dans le sens contraire à son sens de fermeture. Des soupapes de ce genre, notamment des soupapes réductrices de pression pour liquides, gaz ou vapeurs, peuvent produire, au cours de leur fonctionnement, des bruits intenses et être soumises à une forte usure, lorsque la différence de pression, de part et d'autre de la soupape, dépasse une certaine valeur. La valeur admissible de cette différence de pression dépend enautres de la configuration du dispositif d'étranglement. Il est alors important également que l'écoulement de fluide n'atteigne pas la région où se produit la cavitation ou une vitesse supersonique. Aussi, des appareils différents se comportent,en ce qui concerne leur bruit,de manières fort différentes dans les mêmes conditions de fonctionnement. Ce qui se passe est assez compli quéetS faLaitleFlussouvent jusqu'à présent,dans ce cas, se livrer à de nombreux essais pour réduire le plus possible la production de bruits. Dans la pratique, l'absence de règles ou de points de repère utilisables pour la réalisation de soupapes silencieuses est très désagréable. L'invention a donc pour but de fournir au spécialiste des indications simples et utilisables pour la réalisation de dispositifs d'étranglement et réducteurs de pression ou de tous autres appareils détendeurs analogues, qui puissent fonctionner avec des différences de pression plus grandes que les appareils usuels jusqu'à présent, sans dépasser en service un niveau de bruit supportable. On a découvert que ce résultat pouvait être obtenu avec une soupape ou un appareil analogue, dans lequel pratiquement immédiatement en arrière, considéré dans le sens de l'écoulement, de la section d'étranglement de la soupape, est disposé un corps de guidage, de forme à peu près tronconique, allant en s'évasant suivant a direction de l'écoulement, dont l'angle au sommet du cône et la hauteur sont dimensionnés de telle manière que l'écoulement suive exactement la surface latérale du corps de guidage et subisse une contraction relativement forte. Grâce à ces dispositions, le comportement, relativement au bruit, de la soupape ou du dispositif réducteur de pression se trouve nettement amélioré. Dans la pratique, un tel dispositif peut être réalisé de diverses manières. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le corps de guidage est relié à un corps d'étranglement, qui s'engage à l'intérieur de l'ouver- ture d'étranglement ou de siège de soupape, dont la section qui avoisine la petite base du tronc de cône du corps de guidage présente un diamètre correspondant à peu près à la section de passage de ltouverture d'étranglement ou de siège de soupape et qui va en se rétrécissant dans le sens contraire à l'écoule- ment. A l'emplacement de transition du corps d'étranglement au corps de guidage, il peut être prévu,de préférence, une arête d'étanchéité ou une surface d'étanchéité qui coopère avec le siège de soupape.Cette surface d'étanchéité doit, d'une manière avantageuse, être bien arrondie à l'emplacement où elle se raccorde à la surface latérale tronconique du corps de guidage. Il est également avantageux de respecter certaines gammes de valeur pour l'angle du cône de la surface latérale du corps de guidage et pour sa hauteur, en fonction du diamètre de l'ouver- ture d'étranglement. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente en coupe longitudinale une soupape équipée d'un corps d'étranglement et d'un corps de guidage conformes à l'invention, et - la figure 2 montre, à plus grande échelle, le détail A de la figure 1. Dans un carter de soupape 1 est disposé un siege de soupape 2 qui entoure une ouverture d'étranglement 3 dont la section de passage a un diamètre D. La surface du siège de soupape 2 n'est pas plane mais présente une collerette 4 afin que l'é- coulement qui suit le parcours indiqué par les flèches nue puisse adhérer à cet emplacement. Dans l'ouverture d'étranglement 3 s'engage un corps d'étranglement 5 qui va en se rétrécissant en sens contraire de la direction d'écoulement, dont le diamètre maximal correspond au diamètre D de l'ouverture d'étranglement3. Immédiatement en arrière de la section d'étranglement du siège de soupape 2 est disposé un corps de guidage 6 de forme à peu près tronconique qui est rigidement lié au corps d'étranglement 4 ou est réalisé d'une seule pièce avec celui-ci. Les corps 5, 6 sont fixés à une tige de soupape 7, qui passe à travers un presse-étoupe 8 et sort du carter de soupape 1. La tige de soupape 7 peut être actionnée ou entraînée par n'importe quels moyens appropriés. A l'emplacement de transition entre le corps d'étranglement5 et le corps de guidage 6 est prévue une arête d'étanchéité ou une surface d'étanchéité 9. La surface latérale tronconique 10 du corps de guidage 6 présente un angle au sommet de cône a qui, selon un mode de réalisation de l'invention qui s'est révélé particulièrement avantageux, est d'environ 30 . De même, il s'est révélé particulièrement avantageux de donner au corps de guidage 6 une hauteur H égale au moins à environ un quart du. diamètre D de l'ou- verture d'étranglement 3 ou de la petite base du tronc de cône qui constitue le corps de guidage 6. La surface d'étanchéité 9 du corps de guidage ou d'étranglement se raccorde à la surface latérale 10 du cône, de préférence sous un angle p au plus égal à environ 30 et avec un rayon de courbure de la région arrondie r au plus égal à environ 0,2 D . En tenant compte de ces directives, on a obtenu en pratique des résultats particulièrement avantageux en ce qui concerne le bruit de la soupape avec les dimensions suivantes du corps de guidage D H 2 4- ; T CC = 300 ; p 4 30 ; r E0,2 D Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux des modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à obtenir un fonctionnement à peu près silencieux de soupapes traversées par un écoulement de fluide, notamment de soupapes réductrices de pression, dont l'ouver- ture d'étranglement coopère avec un corps d'étranglement soumis à l'écoulement de fluide dans le sens contraire à son sens de fermeture, lequel dispositif est caractérisé en ce que, immédiatement en arrière, considéré dans le sens de l'écoulement, de la section d'étranglement de la soupape, est disposé un corps de guidage (6), de forme à peu près tronconique, allant en s'évasant suivant la direction de 1'écoulement, dont l'angle au sommet du cône () et la hauteur (H) sont dimensionnés de telle manière que l'écoulement suive exactement la surface latérale (10) du corps de guidage et subisse une contraction relativement forte. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de guidage (6) est relié à un corps d'étranglement (5), qui s'engage à l'intérieur de l'ouverture d'étranglement (3), dont la section qui avoisine la petite base du tronc de cône du corps de guidage (6) présente un diamètre (D) correspondant à peu près à la section de passage de l'ouverture d'étranglement (3) et qui va en se rétrécissant dans le sens contraire à l'écoulement. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à l'emplacement de transition entre le corps d'étranglement (5) et le corps de guidage (6) il est prévu une arête d'étanchéité ou une surface d'étanchéité (9) qui coopère avec le siège de soupape (2). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la hauteur (H) du corps de guidage (6) est égale au moins à environ un quart du diamètre (D) de l'ouverture d'étranglement (3) ou de la petite base du tronc de cône du corps de guidage (6) et que l'angle au sommet ( ) du cône de celui-ci est au plus égal, et de préférence égal, à environ 30". 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la surface d'étanchéité (9) du corps de guidage ou d'étranglement se raccorde.à la surface latérale (10) du cône sous un angle (g) au plus égal à environ 309 et avec un rayon de courbure (r) au plus égal à environ 0,2 D 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface du siège de soupape (2) présente une collerette saillante (4).