Appareil limiteur de pression. L'invention a pour objet un appareil li miteur de pression. Il s'applique plus parti culièrement, quoique non exclusivement, dans les installations de pompage pour limiter la pression dans la conduite de refoulement en établissant une communication entre cette conduite et celle d'aspiration lorsque la pres sion de refoulement dépasse une valeur de- terminée.
Généralement, les limiteurs de pression de ce genre sont constitués par un bypass réu nissant les conduites d'aspiration et de refou lement et comportent une soupape maintenue sur son siège par un ressort ou contrepoids taré. Lorsque la pression dépasse une valeur déterminée dans la conduite de refoulement, la soupape se soulève et le bypass fonctionne.
Mais l'expérience a montré que si ledit res sort ou contrepoids est taré pour que ladite soupape se soulève lorsque la. pression de re foulement a. atteint une valeur déterminée, le bypass en fonctionnant maintient A1N le re- foulement une pression supérieure à ladite valeur déterminée. Il y a là un inconvénient sérieux.
D'après l'invention, pour remédier à cet inconvénient, la. soupape commandant la co@m- munication par un bypass entre la haute et la basse pression, par exemple entre le refou lement et l'aspiration, et qui est maintenue automatiquement appliquée sur son siège quand la pression dans la conduite de haute pression ne dépasse pas une valeur d6termi née, mais s'ouvre -dès que la pression dans la conduite de haute pression :dépasse ladite va leur déterminée, est solidaire d'un piston pou vant se déplacer dans un cylindre;
l'appa reil est établi de telle façon que les pressions sur les faces dudit piston, lorsque ladite sou pape a été soulevée du fait que la pression dans la conduite à haute pression a dépassé ladite valeur déterminée, sont telles que la dite soupape est maintenue ouverte tant que dure cet excès de pression, malgré la sous- pression qui peut se produire près de la-dite soupape du côté haute pression.
Dans la description qui suit, l'invention sera décrite comme étant appliquée à un ap pareil de pompage où on emploie les termes de refoulement et -d'aspiration, mais l'inven tion est également applicable à d'autres -dis positions comportant une conduite à haute pression et à basse pression -dans lesquelles la pression de la conduite à haute pression ne doit pas dépasser une valeur déterminée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, en coupe, plusieurs formes @d'exé- cution de l'appareil de l'invention. Les mê mes organes portent les mêmes numéros de référence sur les,différentes figures.
Dans l'exemple selon la fig. 1, 1 indique une dérivation prise sur la -conduite -de re foulement et 2 une dérivation prise sur la conduite d'aspiration. La communication en tre ces deux dérivations constituant un by- pass est commandée par une soupape 3.
La tige 4 de cette soupape est solidaire d'un piston 5 qui peut se déplacer dans un cy lindre 6 vissé sur la partie supérieure du bypass. La tige 4 prolongée au-dessus du pis ton, porte un appui de ressort 7 sur lequel s'appuie un ressort 8 dont la tension -est régla ble au moyen d'une vis 9 se vissant -dans un bouchon 10 d'une boîte à ressort 11, elle- même vissée sur le haut,du cylindre 6.
Cette boîte à ressort 11 maintient une rondelle 12 sur le haut -du cylindre 6 et cette rondelle 12 porte un clapet. 13 muni d'une queue 14 et le clapet est maintenu fermé par un res sort 15.
Un conduit 16r branché sur le refoulement 1 établit une communication par le conduit 17 avec la cavité 18 du cylindre 6 située sous le piston 5, tandis. que le conduit 16 prolongé par un conduit 19 fait communiquer le re foulement 1, par l'intermédiaire d'un robi net à pointeau 20, avec la cavité 21 du cy lindre 6 située au-dessus du piston 5. Enfin, un conduit 22 fait communiquer l'intérieur de la boîte à ressort 11 avec l'aspiration 2. Le fonctionnement est le suivant: Au repos, la soupape 8 est maintenue sur son siège par le ressort 8. Le piston 5 n'in tervient pas, puisque les pressions dans les cavités 18 et 21 sont les mêmes.
Lorsque la pression -dans le refoulement dé passe la valeur déterminée, la soupape 3 se soulève contre l'action antagoniste -du res sort 8. Le piston 5 se soulève également et sa face supérieure attaque la queue du clapet 13. et le soulève, établissant ainsi une commu nication entre la cavité 21 au-dessus du pis ton 5 et l'intérieur de la boîte à ressort 11. Par suite de cette communication, la pres sion dans la cavité 21 baisse -dans une pro portion qui dépend du rapport de la section de passage ouverte par le clapet 13 et de la section de passage du robinet à pointeau 20.
En réglant ce dernier, on conçoit que l'on peut régler la chute -de pression dans la ca vité 21 pour que cette chute de pression agis sant par l'intermédiaire du piston sur l'équi page mobile compense la souspression cons tatée sous la soupape 3.
On conçoit donc comment un pareil -dis positif sans laisser subsister aucune fuite tant que la pression de refoulement reste en @des- sous de la valeur déterminée -d'avance, empê che qu'une surpression ne se produise dans le refoulement.
Dans l'exemple de la fig. 2, le bypass qui relie la conduite de refoulement 1 avec la conduite d'aspiration 2 est commandé par une .soupape 3 solidaire par sa tige 4 d'un piston 5 qui se déplace dans un cylindre 6. Le diamètre du piston est au moins égal ou mieux légèrement supérieur à celui de la soupape. Un conduit latéral 25 établit la communication d'une façon permanente entre le refoulement 1 et la cavité 26 au-dessus -du piston 5 par un orifice calibré 27 réglable par une vis à pointeau 28.
Sur le côté est disposé un petit piston 29 qui se déplace dans un cylindre 30 et dont la tige '31 traverse la cloison .32 et la paroi 33 de l'enveloppe.
A sa partie supérieure, la tige 31 porte un appui de ressort 34 sur lequel s'appuie un ressort 35 dont la. tension est réglable au moyen d'un bouchon fileté 36. La tension -de ce ressort est réglée de façon que le piston 29 soit soulevé dès que la pression dans la conduite 1 a dépassé une valeur déterminée.
A sa traversée -de la cloison 32, la tige 31 est munie d'une rainure longitudinale 37, qui peut être à section croissante, .disposée ide telle façon que lorsque le petit piston 29 n'est pas soulevé par un excès de pression dans la conduite 1, la rainure 37 n'établit pas la communication entre la cavité 26 au- dessus -du piston 5 et la conduite 2 d'aspira tion.
Le fonctionnement est le suivant: Lorsque la pression dans la conduite -de refoulement ne dépasse pas la valeur prédé terminée, la pression de la .conduite 1 s'exer çant par le -conduit 25 sur le dessus du piston 5 de plus grande surface que la soupape<B>3</B> la maintient appliquée sur son siège. Lors que la pression de la conduite 1 ,dépasse la valeur déterminée, elle soulève le petit pis ton 29 ainsi que sa tige 31, dont la rainure 37 donne alors passage au liquide :de la ca vité 26, qui s'écoule dans la conduite d'as piration 2.
Le dessus du piston 5 est ainsi déchargé parce que l'orifice calibré 27 a été réglé d .e façon que l'arrivée du liquide par le conduit 25 se fasse plus lentement que son départ par la rainure 37. Le dessus du pis ton 5 étant déchargé, le liquide de refoule ment soulève la soupape 3 et il s'écoule dans la conduite d'aspiration 2.
Dès. que la pression dans la conduite 1 est retombée à sa valeur normale, le ressort an tagoniste 35 reprend sa prépondérance et abaisse le petit piston 29. Le passage du li quide par la rainure 37 est alors masqué et le liquide arrivant par l'orifice 27 sur le piston 5 abaisse le piston et ferme la sou pape 3.
Toutefois, pour que l'abaissement du pis ton 5 et la fermeture de la soupape 3 se fassent plus rapidement, on pourrait trouver avanta geux de les soumettre à l'action d'un léger ressort réglable<B>3,8</B> disposé dans une boîte à ressort 39. Néanmoins, le ressort 38 n'est pas indispensable.
Dans certaines circonstances, il pourrait être :désirable de faire communiquer momext- tanément le refoulement 1 avec l'aspiration 2. En ce cas, on peut prévoir une tige filetée 40 qui se visse dans, un manchon 41 et qui, en. attaquant la soupape 3 la maintient sou levée.
Dans cette variante d'exécution, on re marquera que le petit piston 29 est soumis à la pression statique qui règne dans, la con duite 1 sous la soupape 3 fermée. Lorsque la soupape 3 est soulevée, la pression statique aux abords de la soupape se transforme en pression dynamique, et en raison des remous qui se produisent autour de la soupape, la pression qui agit sur le petit piston 29 ne correspond pas toujours à la pression déter minée qui doit provoquer son fonctionne ment.
Pour remédier .à ce risque, on peut iso ler le petit piston et le conduit 25 au moyen d'une cloison 42 indiquée en pointillé et faire communiquer l'espace au-dessous :du petit piston par une conduite 43 branchée sur la conduite de refoulement en un point où sa pression n'est pas soumise à l'influence des remous autour de la soupape et qui peuvent amener des perturbations qui troublent le fonctionnement correct -du petit piston et par suite du piston 5 limiteur de pression.
Dans la modification de la fig. 3, la sou pape 3 intercalée entre le refoulement 1 et l'aspiration 2 est solidaire par sa tige 4 d'un piston 5 qui se -déplace dans un .espace clos ,divisé par le piston en deux cavités 46 et 47. Sur le côté est disposé un petit piston 29 qui se déplace dans un cylindre 48 et dont la tige 31 porte à sa partie supérieure un appui ide ressort 34 sur lequel s'appuie un ressort 35, dont la tension est réglable au moyen d'un bouchon fileté 36.
Un conduit 49 partant,de la .conduite 1 -de refoulement communique par un conduit 50 avec une chambre 51 en dessous du piston 29 et le conduit 49 est rac cordé avec un conduit 52 qui débouche dans la cavité 47 au-dessus -du piston 5 après, avoir traversé un organe .53 réglant la section d e passage. Un conduit 54 partant de la cavité 46 au-dessous du piston 5, débouche dans la paroi du cylindre 48 en face @du piston 29 qui obture le conduit quand ce piston est dans la position montrée sur le dessin, cette dis tribution par le petit piston pouvant être faîte par un autre organe.
D'autre part, la cavité 46 au-dessous du piston 5 communi que par un conduit 54' et un orifice calibré réglable par une vis. à pointeau 55 avec la conduite 2 d'aspiration.
Le fonctionnement est le suivant: Comme dans. le dispositif décrit en ré férence à la fig. 2, au repos, le dessus @du piston 5 est soumis par le conduit 52 à la pression de la conduite,de refoulement 1 qui s'exerce sous la soupape 3 dont le dessus est à la pression de la. conduite d'aspiration 2. Le ;dessous du piston 5 est à la pression -de la conduite d'aspiration 2 par le conduit 54 et l'orifice calibré 55.
Lorsque la pression de la conduite 1 transmise par 49 et 50 dans la chambre 51 dépasse une valeur réglée par le ressort. taré 35, elle soulève le piston qui découvre pro gressivement l'orifice -du conduit 54 et le li quide sous pression pénètre dans la cavité 46 sous le piston 5 où il crée une contrepression qui dépend -du rapport entre l'orifice d'ad mission de liquide sous le piston 5 et l'ori fice calibré d'échappement 55.
Cette pression supplémentaire permet le soulèvement de la soupape 3 qui laisse écouler le liquide de 1 en 2, mais dès que la pression normale a été rétablie dans la conduite 1, le ressort 35 fait descendre le piston 29 qui ferme l'orifice du conduit 54, la pression dans la cavité 46 au dessous du piston 5 retombe à la pression de la conduite 2 d'aspiration et la soupape 3 re tombe sur son siège. Autrement dit, .dans le cas de la fig. 3, au lieu de diminuer la pres sion au-dessus :du piston 5, on crée en dessous une contrepression qui permet le soulèvement -de la soupape 3.
Pressure limiting device. The subject of the invention is a pressure limiting device. It applies more particularly, although not exclusively, in pumping installations to limit the pressure in the discharge line by establishing communication between this line and the suction line when the discharge pressure exceeds a determined value. .
Generally, pressure relief valves of this type are constituted by a bypass uniting the suction and discharge pipes and comprise a valve held on its seat by a spring or calibrated counterweight. When the pressure exceeds a determined value in the discharge line, the valve rises and the bypass operates.
But experience has shown that if said res comes out or counterweight is calibrated so that said valve is raised when the. discharge pressure a. reaches a determined value, the bypass while functioning maintains A1N the discharge a pressure higher than said determined value. There is a serious drawback here.
According to the invention, to remedy this drawback, the. valve controlling communication via a bypass between high and low pressure, for example between discharge and suction, and which is automatically kept applied to its seat when the pressure in the high pressure line does not exceed not a determined value, but opens -as soon as the pressure in the high pressure line: exceeds said determined value, is integral with a piston able to move in a cylinder;
the apparatus is established in such a way that the pressures on the faces of said piston, when said valve has been raised because the pressure in the high pressure pipe has exceeded said determined value, are such that said valve is maintained open as long as this excess pressure lasts, despite the underpressure which may occur near said valve on the high pressure side.
In the following description, the invention will be described as being applied to a pumping device where the terms discharge and suction are used, but the invention is also applicable to other positions comprising a high pressure and low pressure line -in which the pressure of the high pressure line must not exceed a determined value.
The accompanying drawing shows, by way of example, in section, several embodiments of the apparatus of the invention. The same parts have the same reference numbers on the different figures.
In the example according to fig. 1, 1 indicates a bypass taken from the discharge line and 2 indicates a bypass taken from the suction line. The communication between these two branches constituting a bypass is controlled by a valve 3.
The rod 4 of this valve is integral with a piston 5 which can move in a cylinder 6 screwed onto the upper part of the bypass. The rod 4 extended above the udder carries a spring support 7 on which rests a spring 8 whose tension is adjustable by means of a screw 9 which is screwed into a cap 10 of a box spring 11, itself screwed onto the top, of cylinder 6.
This spring box 11 maintains a washer 12 on the top of the cylinder 6 and this washer 12 carries a valve. 13 provided with a tail 14 and the valve is kept closed by a res out 15.
A conduit 16r connected to the discharge 1 establishes communication through the conduit 17 with the cavity 18 of the cylinder 6 located under the piston 5, while. that the conduit 16 extended by a conduit 19 makes the discharge 1 communicate, by means of a needle valve 20, with the cavity 21 of the cylinder 6 located above the piston 5. Finally, a conduit 22 makes the inside of the spring box 11 communicate with the suction 2. The operation is as follows: At rest, the valve 8 is held on its seat by the spring 8. The piston 5 does not intervene, since the pressures in cavities 18 and 21 are the same.
When the pressure -in the discharge passes the determined value, the valve 3 rises against the antagonistic action -of the res out 8. The piston 5 also lifts and its upper face attacks the stem of the valve 13. and lifts it, thus establishing a communication between the cavity 21 above the pis ton 5 and the interior of the spring box 11. As a result of this communication, the pressure in the cavity 21 decreases - in a pro portion which depends on the ratio. the passage section opened by the valve 13 and the passage section of the needle valve 20.
By adjusting the latter, it can be seen that the pressure drop in the chamber 21 can be adjusted so that this pressure drop acting through the piston on the mobile unit compensates for the underpressure found under the valve 3.
It is therefore conceivable how such a positive -said without leaving any leakage as long as the discharge pressure remains below the predetermined value, prevents an overpressure from occurring in the discharge.
In the example of FIG. 2, the bypass which connects the discharge line 1 with the suction line 2 is controlled by a valve 3 secured by its rod 4 to a piston 5 which moves in a cylinder 6. The diameter of the piston is at least equal or better slightly greater than that of the valve. A lateral duct 25 establishes communication in a permanent manner between the discharge 1 and the cavity 26 above the piston 5 by a calibrated orifice 27 adjustable by a needle screw 28.
On the side is arranged a small piston 29 which moves in a cylinder 30 and whose rod '31 passes through the partition .32 and the wall 33 of the casing.
At its upper part, the rod 31 carries a spring support 34 on which a spring 35 rests, the. tension is adjustable by means of a threaded plug 36. The tension of this spring is adjusted so that the piston 29 is lifted as soon as the pressure in the pipe 1 has exceeded a determined value.
At its crossing -de the partition 32, the rod 31 is provided with a longitudinal groove 37, which may be of increasing section, .disposed ide such that when the small piston 29 is not lifted by an excess of pressure in the pipe 1, the groove 37 does not establish communication between the cavity 26 above the piston 5 and the suction pipe 2.
The operation is as follows: When the pressure in the discharge pipe does not exceed the predetermined value, the pressure of the pipe 1 is exerted through the pipe 25 on the top of the piston 5 with a greater surface area than the <B> 3 </B> valve keeps it applied to its seat. When the pressure of the pipe 1 exceeds the determined value, it lifts the small udder 29 and its rod 31, the groove 37 of which then gives passage to the liquid: from the cavity 26, which flows into the pipe as piration 2.
The top of the piston 5 is thus unloaded because the calibrated orifice 27 has been adjusted so that the arrival of the liquid through the conduit 25 is slower than its departure through the groove 37. The top of the pis ton 5 being discharged, the discharge liquid lifts the valve 3 and flows into the suction line 2.
From. that the pressure in the pipe 1 has dropped to its normal value, the antagonist spring 35 resumes its preponderance and lowers the small piston 29. The passage of the liquid through the groove 37 is then masked and the liquid arriving through the orifice 27 on piston 5 lowers the piston and closes the valve 3.
However, so that the lowering of the udder 5 and the closing of the valve 3 are done more quickly, one could find advantageous to subject them to the action of a light adjustable spring <B> 3.8 </ B > arranged in a spring box 39. However, the spring 38 is not essential.
In certain circumstances, it could be: desirable to make the delivery 1 communicate momentarily with the suction 2. In this case, a threaded rod 40 can be provided which screws into a sleeve 41 and which, in. attacking valve 3 keeps it lifted.
In this variant, it will be noted that the small piston 29 is subjected to the static pressure which prevails in the duct 1 under the closed valve 3. When the valve 3 is lifted, the static pressure around the valve turns into dynamic pressure, and due to the eddies that occur around the valve, the pressure acting on the small piston 29 does not always correspond to the pressure. determined which should cause it to function.
To remedy this risk, it is possible to isolate the small piston and the duct 25 by means of a partition 42 indicated in dotted lines and communicate the space below: of the small piston by a duct 43 connected to the pressure duct. discharge to a point where its pressure is not subjected to the influence of the eddies around the valve and which can cause disturbances which disturb the correct functioning of the small piston and consequently of the pressure-limiting piston 5.
In the modification of FIG. 3, the valve 3 interposed between the discharge 1 and the suction 2 is secured by its rod 4 to a piston 5 which moves in a closed space, divided by the piston into two cavities 46 and 47. On the side is disposed a small piston 29 which moves in a cylinder 48 and whose rod 31 carries at its upper part a spring support 34 on which rests a spring 35, the tension of which is adjustable by means of a threaded plug 36.
A duct 49 starting from the .conduite 1 -de discharge communicates by a duct 50 with a chamber 51 below the piston 29 and the duct 49 is connected with a duct 52 which opens into the cavity 47 above the piston. 5 after having passed through a member .53 regulating the passage section. A duct 54 starting from the cavity 46 below the piston 5, opens into the wall of the cylinder 48 opposite the piston 29 which closes the duct when this piston is in the position shown in the drawing, this distribution by the small piston can be made by another organ.
On the other hand, the cavity 46 below the piston 5 communicates by a duct 54 'and a calibrated orifice adjustable by a screw. needle 55 with the suction line 2.
The operation is as follows: As in. the device described with reference to FIG. 2, at rest, the top @du piston 5 is subjected by line 52 to the pressure of the line, discharge 1 which is exerted under the valve 3, the top of which is at the pressure of the. suction line 2. The underside of the piston 5 is at the pressure of the suction line 2 through the line 54 and the calibrated orifice 55.
When the pressure of line 1 transmitted by 49 and 50 in chamber 51 exceeds a value set by the spring. calibrated 35, it lifts the piston which progressively uncovers the orifice of the duct 54 and the liquid under pressure enters the cavity 46 under the piston 5 where it creates a back pressure which depends on the ratio between the orifice of liquid discharge under piston 5 and calibrated exhaust port 55.
This additional pressure allows the lifting of the valve 3 which lets the liquid flow from 1 to 2, but as soon as the normal pressure has been reestablished in the pipe 1, the spring 35 lowers the piston 29 which closes the orifice of the pipe 54 , the pressure in the cavity 46 below the piston 5 drops to the pressure of the suction line 2 and the valve 3 falls on its seat. In other words, .in the case of FIG. 3, instead of reducing the pressure above: piston 5, a back pressure is created below which allows valve 3 to be lifted.