Brevet FR2484582A1 — publié le 19811218

La présente invention concerne un stabilisateur hydraulique empêchant le battement de l'équipage mobile des soupapes de sûreté à action directe par ressort, fonctionnant en position verticale et ayant une tige traversant la vis de réglage du ressort. Une soupape de sûreté à ressort, par suite de la levée de son clapet, évacue automatiquement une quantité de fluide sans nécessiter l'aide d'une action motrice autre que celle du fluide concerné, des que la pression intérieure dépasse une valeur prédéterminée. Le clapet, sous l'ac- tion du ressort, se referme lorsque la pression a été ramenée aux conditions normales de service. Parmi les principaux critères de bon fonctionnement d'une soupape de sûreté, figure la stabilité du clapet en levée dans toutes les positions, caractérisée par l'absence du battement, qui est un mouvement alternatif très brutal de l'équipage mobile selon un sens vertical,souvent engendré par certaines conditions de service ou par certaines formes de tuyauterie amont. Le battement qui est un phenomène préjudiciable à la soupape et par conséquent à l'installation qu'elle doit protéger, doit être absolument elemine. On peut y parvenir au moyen d'un clapet à la forme appropriée, mais à l'efficacité limite ou par l'adjonction à la soupape d'un système d'assistance généralement complexe, autorisé uniquement dans des cas bien paritcul iers. Le stabilisateur selon l'invention empêche le battement de l'équipage mobile de la soupape pour toutes les conditions de service et quelque soit la configuration de la tuyauterie amont, sans altérer les performances d'origine. Il est constitué d'un cylindre obturé aux extrémites et fixé verticalement au sommet de la soupape. Dans ce cylindre se meut un piston solidaire de la tige de soupape et par conséquent de l'équipage mobile. Ce stabilisateur rempli d'huile, ne nécessitant aucun joint d'étancheite dynamique, est caractérisé par une tige de piston qui sort par l'extré- mite supérieure du cylindre et dont la liaison avec la tige de soupape est assurée au moyen d'un cadre rigide contournant le cylindre. Ce cadre est connecté par sa traverse supérieure à la tige du piston et par sa traverse inférieure à la tige de soupape. Le stabilisateur est maintenu par son fond de cylindre sur un support dont les montants sont fixés au capot ou au capuchon de la soupape. La traverse inférieure du cadre connecte à la tige de soupape passe sous le plateau du support. L'huile contenue dans le cylindre doit atteindre un certain niveau, le piston etant complètement immerge. L'air se trouvant au-dessus de l'huile est maintenu à la pression atmosphérique grâce à un évent. Un orifice pratiqué dans le fond du cylindre et un autre Dratigue dans la paroi du cylindre en-dessous du niveau d'huile, mettent les deux chambres du cylindre en communication à travers deux canaux. L'un des canaux est pourvu d'un étranglement pouvant être section constante ou à section variable au moyen d'une vis pointeau ; dans l'autre canal, est place un clapet anti-retour ouvert dans le sens chambre superieure chambre inférieure. Le clapet anti-retour fonctionnant verticalement est constitué par une bille sans ressort de rappel, guidée dans une cage. Le passage se fait dans le sens bas-haut. Une plaque à orifice comportant un ou plusieurs orifices réduits est intercalée entre le piston et l'orifice de la chambre supérieure communiquant avec les canaux. Elle est traversee sans frottement par la tige de piston de sorte que le piston se déplace entre cette plaque et le fond du cylindre. Le stabilisateur selon l'invention permet au moyen son piston refoulant l'huile d'une chambre à l'autre à travers des orifices réduits, de modérer la vitesse de déplacement de l'équipage mobile de la soupape, eliminant ainsi les accélérations et descelérations brutales pouvant engendrer le battement. L'absence de joints d'étanchéité dynamique et de ressort de rappel dans le clapet anti-retour contribue à la sécurité de fonctionnement et au maintien des performances et pressions d'origine. Les dessins annexés représentent - le stabilisateur surmontant une soupape ; fig.1 vue arrière, fig.2 vue de côté - le stabilisateur seul connecté à la tige de soupape ; fig.3 vue en coupe, fig.4 vue de face. Tel qu'il est représenté sur figures 1 et 2, le stabilisateur 1 est fixé par son fond sur un support 2 rapporté à la soupape au moyen d'une plaque 3 bloquée entre le capot 4 et le capuchon 5 de la soupape. Une rallonge de tige 6 visse et bloquée sur l'extrémité 7 et dans la traverse inférieure 8 du cadre mobile du stabilisateur, réalise la mobil liaison entre llequipagerde Sa soupape et le stabilisateur. Des joints toriques 9-10-11 placés dans la plaque support 3 et dans le guide de rallonge de tige 12, assurent si nécessaire l'étancheité de l'enceint de la soupape vers l'extérieur. Tel qu'il est représente sur figures 3 et 4, le stabilisateur com porte un cylindre 13 bloque entre le capot 14 et le fond 15 au moyen de goujons 16 et ecrous 17. Dans le cylindre se deplace un piston 18 rap porté à une tige 19 qui traverse le capot par un guide 20. L'extrémité supérieure de la tige du piston est maintenue à l'aide de 1 'écrou 21 à la traverse supérieure 22 qui, assemblée aux deux colonnettes 23 et à la traverse inférieure 8, forment un cadre rigide assurant la liaison entre la tige de piston et la tige ou rallonge de tige de soupape 6. Une plaque à orifice 24 ayant un ou plusieurs orifices réduits 25, vis- sée dans le capot,est traversée sans frottement par la tige de piston. La course du piston est délimitée par cette.plaque à orifice et le fond de cylindre 15. Au moyen d'orifices pratiques, l'un dans le fond du cylindre, l'au tre dans la paroi du capot du cylindre au-dessus de la plaque à orifice, les deux chambres du cylindre sont mises en communication à travers un bloc de distribution 26 ayant deux canaux 27 et 28. Ce bloc est main tenu au cylindre par quatre vis 29. Le canal 27 est pourvu d'un etran- glement à section variable 30 contrôle par une vis pointeau 31 vissée dans la face supérieure du bloc et bloquée par un contre-écrou 32. Dans le canal 28,à la jonction du canal 27, est disposé un clapet antiretour 33 ne permettant le passage de l'huile que dans le sens chambre supérieure -chambre inférieure. Le corps de ce clapet 33, contenant un clapet bille 34 verrouillée dans sa cage par une goupille 35, est vissé verticalement dans la face inférieure du bloc. Le niveau de l'huile contenue dans le stabilisateur, contrôlable à l'aide de voyants 36 vissés dans le capot, doit garantir au maxi, unvolume d'air entre l'huile et le haut du capot ; au mini, l'immersion complète de l'orifice communiquant avec le bloc de distribution. Un bou chon évent 37, servant également au remplissage, met la chambre supéri eure au-dessus de la plaque à orifice à l'atmosphère. Des joints d'étancheite statiques du type torique montés entre cylindre - capot - fond 38 ; entre bloc de distribution et cylindre 39;sur la vis pointeau 40 ; sur le clapet anti-retour 41 ; sur les bouchons obturant les canaux 42, et les joints plats 43 aux voyants, assurent 1 tancheité du stabilisateur vers l'extérieur. Un joint en feutre 44 loge dans un couvercle 45- protège le guide 20 de la poussière éventuelle. La vidange de l'huile se fait en dévissant le clapet anti-retour. La traverse inférieure du cadre mobile 8 passant sous le plateau du support, est constituée de deux éléments entre lesquels sont bloquees les colonnettes 23 et l'extrémité filetée de la tige de soupape 6 au moyen de quatre vis 46. Une vis centrale 47 et deux vis à oeil. 48 associees à des rondelles spheriques 49 et 50,servent à la fixation du stabilisateur sur le support. Les trous de passage de ces vis dans le support sont surdimensionnes afin de permettre un alignement aisé. Une plaquette d'arrêt 51 rapportée au support 2 par deux vis 52,empêche la rotation du cadre en guidant une de ces colonettes. A la sortie du capuchon 5, le guide 12 de la tige de soupape 6 pouvant comporter un joint torique 10, est positionne par la tige puis serre sur son support 53 au moyen de vis 54. Quand le clapet d'une soupape de sûrete, sur laquelle a été adapte ce stabilisateur se lève, le piston du stabilisateur suit irremédiablement le mouvement ascendant en refoulant d'une part ;'huile hors de la chambre superieure du cylindre à travers l'orifice réduit 25, et en aspirant d'autre part à la chambre inferieure à travers le clapet anti-retour 33 et ltetranglement 30, de l'huile provenant de la chambre supérieure. Dès que le piston s'arrête, ou avant qu'il amorce sa descente, la bille 34 du clapet anti-retour se remet sur son siège sous l'ac- tison de son propre poids, ne laissant à l'huile refoulée de la chambre inférieure vers la chambre superieure, que le passage à travers l'étranglement 30.L'huile refoulée à travers ses orifices restrictifs oppose une resistance à l'avancement du piston, empêchant ainsi l'qui page mobile de la soupape qui lui est solidaire, de subir les aecélérations et descélérations brutales dues aux variations rapides de la pression du fluide et aux réactions du ressort, et excluant -par la même occasion toute possibilité de mouvements oscillants succeptibles de se transformer en battement. La vitesse d'ouverture dépend de la section de l'orifice 25 qui, quelque soit le réglage de la vis pointeau 31 , est superieure à l'orifice 30 commandant la vitesse de fermeture. C'est cette dernière qui avant tout doit être moderée. Le stabilisateur selon l'invention peut être adapté sur la plupart des soupapes de sûreté à ressort ayant un e tige traversant leur vis de réglage,et même équipées éventuellement d'un levier. Ce stabilisateur est remarquable en ce qu'il ne nécessite aucun entretien particulier et surtout en ce qu'il n'entraine ni une diminution des performances d'origine de la soupape, ni un décalage de pression. Son application est interessante sur toutes les soupapes de sûrete devant fonctionner fréquemment avec un important risque de battement amené par les conditions -de service, la nature du fluide, les surpres la sions trop faibles ou parîconception de la tuyauterie amont. Il élargit le champ d'application des soupapes de sûreté à ressort. REVENDICATIONS 1. Stabilisateur hydraulique 1 associé à une soupape de sûreté à ressort dont il empêche le battement de l'équipage mobile, constitué essentiellement d'un cylindre vertical 13 obture aux extrémités et contenant de l'huile, dans lequel se meut un piston 18 solidaire de l'qui page mobile de la soupape, caractérisé par le fait qu'il est disposé au sommet de la soupape, maintenu sur un support 2 rapporté à la soupape ; que la tige du piston 19 sort par l'extrémité supérieure du cylindre ; que cette tige de piston est reliée à la tige de soupape 6 au moyen d'un cadre rigide contournant le cylindre ; que le piston en se déplaçant refoule l'huile d'une chambre à l'autre à travers des orifices restrictifs 25 et 30. 2. Stabilisateur selon la revendication 1, caractérisé en ce-que les deux chambres du cylindre communiquent au moyen de deux canaux exteri- eurs 27 et 28 comportant l'un un clapet anti-retour 33, l'autre un etranglement à section variable 30. 3. Stabilisateur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une plaque à orifice 24 pourvue de un ou plusieurs orifices réduits 25, est intercalée dans la chambre supérieure entre le piston et l'orifice communiquant avec les canaux, et est traversee sans frottement par la tige de piston. 4. Stabilisateur selon la revendication 3, caractérise en ce que le piston 18 se deplace entre le fond de cylindre et la plaque à orifice 24. 5. Stabilisateur selon la revendicatton 2, caractérisé en ce que le clapet anti-retour 33 fonctionnant verticalement comporte un clapet à bille 34 rappelé sur son siège sous l'effet de son propre poids. 6. Stabilisateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que moyen de réglage de la section variable de l'étranglement 30 est une vis pointeau 31. 7. Stabilisateur selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la chambre superieure est suffisamment haute pour que l'huile contenue immerge suffisamment l'orifice communiquant avec les canaux sans cependant effleurer le haut du cylindre. 8. Stabilisateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la traverse inferieure du cadre 8 est constituée de deux éléments assemblés par vis 46, bloquant en même temps colonnettes 23 et extrémite tige de soupape 6. 9. Stabilisateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une vis centrale 47 et deux vis à oeil 48 associés à des rondelles sphéri ques 49 et 50 maintiennent le stabilisateur par son fond 15 sur le sup- port 2. 10. Stabilisateur selon la revendication 19 caractérisé en ce que la tige de soupape 6 est maintenue par un guide 12 positionné par la tige elle meme.