Brevet FR2393214A1 — publié le 19781229

L'invention concerne une soupape dcaprêt pour fluides à très basse température, soupape constituée pour 11 essentiel d'un bottier et d'une tige de soupape avec un câne de soupape0 Des fluides de ce type peuvent par exemple entre des gaz liquéfiés à très basse température. Si, par exemple, un gar liquéfié à très basse tem- pérature est transvasé par l'intermédiaire d'une soupape de fermeture, l'ensemble de cette sùupapeprend la température très basse du gaz liquide lorsque le processus de transvasement dure suf- fisamment longtemps. Après la fermeture de la soupape, la chaleur en provenance de l'environnement fait que les partes extérieures de la soupape, donc essentiellement le boiter de la soupape, s'échauffent plus rapidement que la tige de soupape. Le bottier de soupape se dilate du fait de l'élévation de température et soulève la tige de soupape avec le c6ne de soupape de son siège. Ainsi la soupape devient non étanche et du gaz s'écoule0 Le gaz qui s'échappe ainsi extrait la chaleur de la tige de soupape qui continue ainsi à rester froide. De ce fait, la soupape reste non étanche. Si l'utilisateur remarque alors ce manque d'étanchéitét la soupape sera fermée. L'ensemble de la soupape s'échauffe lentement de l'extérieur vers l'intérieur à la température de lten vironnement. Comme au début de cet échauffement les parties externes de la soupape sont déjà notablement plus chaudes que la tige de soupape, la longueur de la tige, après établissement de l'équilibre de température, est trop grande. La différence de longueur entre la tige et les parties externes de la soupape provoque des contraintes dans la soupape. Cette différence de longueur doit entre compensée par une déformation. Ceci aboutit à de fortes contraintes mécaniques, agissant souvent de façon destructrice, dans l'ensemble de la soupape. L'invention a en conséquence pour but de créer une soupape d'asrQt pour des fluides à très basse température, soupape essentiellement constituée d'un boiter et d'une tige de soupape avec un c8ne de soupape, et dans laquelle il ne se produise pas de contraintes mécaniques causées par des différences de longueur entre la tige de soupape et les parties externes de la soupape lors de ltéquilibrage des températures. A cet effet, l'invention concerne une soupape caracte- risée en ce qu'elle comporte au moins un élément élastique entre la tige de soupape et le e8ne de soupape. De préférence, l'élément élastique est constitué de ressorts à coupelles ou de disques élastiques. Dans la soupape d'arrêt conforme à l'invention, la même dilatation des parties externes de la soupape, qui a été décrite plus haut, s'effectue tout d'abord après l'aehèvement du transvasement. La soupape ne devient pas toutefois pour autant -non étanche, car l'élément élastique précontraint lors de la fermeture de la soupape pousse le cane de soupape contre son siège. Il n'y a aucune raison pour que la soupape soit retirée de son siège par l'intermédiaire de la tige.Lorsque l'équili brage de température est établi, il règne dans l'ensemble de la soupape, dans la mesure où la tige de soupape et les parties externes de la soupape sont constituées dA même matériau, les me- mes contraintes mécaniques que celles qui se sont établies dire c- tement après la fermeture de la soupape à la fin du transvasement. Comme l'élément élastique doit seulement compenser les variations de longueur très faibles, conditionnées par la température, des ressorts à coupelles ou bien des disques élastiques sont particulièrement bien adaptés à cet effet. Mais on peut aussi utiliser sans difficulté des ressorts à boudin très raides. Deux exemples de réalisation de l'invention vont Qtre décrits en se référant aux dessins cijOint5, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'une tige de soupape avec un c8ne de soupape, - la figure 2 montre la partie inférieure d'une soupape à angle droit. Sur la figure 1 est représentée la tige 1 d'une soupape, tige reliée élastiquement selon l'invention à un cane de soupape 2. Comme élément élastique, un jeu de disques et de disques élastiques 3 est utilisé. La liaison entre la tige 1 et le cane de soupape 2 s'effectue au moyen d'une vis creuse 4s d'une rondelle de blocage 5 et d'une bague de retenue 6 en deux parties, logée dans une rainure de la tige 1. Conformément à l'invention, la tige 1 peut être poussée d'une faible quantité à l'intérieur du cane de soupape 2 contre l'action des disques élastiques 3. La partie inférieure d'une soupape à angle droit repré- sentée sur la figure 2, est constituée du boiter 7, dans lequel au moyen d'une bague filetée 8, est comprimée une bague d'etan- chéité 9 et est vissée la partie supérieure 10 de la soupape. Par la bague filetée 8, est en outre fixé dans le bottier 7, le capot de soufflet, constitué de la bague il de la douille 12 et de la coupelle 13. Sur cette coupelle 13 est soudé un soufflet 14. L'autre extrémité du soufflet 14 est soudée sur le cône de soupape 15. Le cône de soupape 15 est vissé au moyen d'une vis 16 sur l'axe 17 guidé, en étant mobile axialement, dans un alésage de la coupelle 13. Dans le cône de soupape 15 est insérée une bague d'étanchéité 18. Le soufflet 14 empêche que la tige de soupape 19 vienne en contact avec le fluide à transvaser. Ainsi le fluide ne peut pas s'échapper à l'extérieur par un éventuel défaut d'étanchéité de la tige de soupape. L'axe 17, conformément à l'invention, est relié à la tige de soupape 19, par l'intermédiaire d'un élément élastique. La douille 20, qui est vissée sur l'extrémité de la tige de soupape 19 et qui est bloquée par l'écrou six-pans 21 est utilisée à cet effet. L'extrémité de l'axe 17 comporte un épanouissement en forme de plateau qui est saisi par la douille 20. A l'ex- trémité de la tige de soupape 19, est ménagé un alésage dans lequel sont disposés un Jeu de ressorts à coupelles et une bille 23. La bille 23 est en contact avec l'extrémité en forme de plateau de l'axe 17. L'axe 17, et le cône de soupape 15 qui lui est relié, peuvent ainsi entre légèrement déplacés vers l'intérieur de la douille 20 contre l'action des ressorts à coupelles 22 lorsque la soupape est fermée. Bi la soupape, lors de sa fermeture, a une température très basse, le bottier 10 s'échauffe progressivement et se dilate. De ce fait, la tige de soupape 19 et le cône de soupape 18 seraient soulevés du siège de soupape 7. Mais les ressorts à coupelles 22 précontraints se dilatent de façon correspondante à la dilatation en longueur du bottier de soupape 10 et continuent à appliquer sous pression le cône de soupape 15 sur le siège de soupape 7. L'échauffement se poursuivant, la tige de soupape 19 et l'axe 17 prennent également la température de l'environne- ment tous les deux se dilatent et compriment à nouveau les ressorts à coupelles 22. Lorsque l'échauffement est terminé, le c8ne de soupape 15 s'applique en conséquence à nouveau sur le siège de soupape 7 selon la m8me force avec laquelle il s'était appliqué après la fermeture de la soupape froide, dans la mesure où des matériaux présentant le même coefficient de dilatation thermique, ont été utilisés pour le boîtier 10, la tige de soupape 19 et l'axe 17. RVE ND i OÂT IONS 1.- Soupape d'arrêt pour fluide à très basse tempéra ture, soupape constituée pour l'essentiel d'un bottier et d'une tige de soupape avec un cône de soupape, soupape caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un élément élastique (3, 22) entre la tige de soupape (1, 19) et le cône de soupape (2, 15). 2.- Soupape d'arrêt selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément élastique est constitué de ressorts à coupelles (22). 3.- Soupape d'arrêt selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'élément élastique est constitué de disques élastiques (3).