L’HISTOIRE DES SOUPAPES DE SURPRESSION

Les soupapes de surpression (soupapes de sécurité) sont conçues pour s’ouvrir à une pression prédéfinie et décharger le fluide jusqu’à ce que la pression chute à des niveaux acceptables. Le développement de la soupape de sécurité a une histoire intéressante.

Denis Papin est crédité par de nombreuses sources comme à l’origine de la première soupape de surpression (vers 1679) pour empêcher la surpression de son « digesteur”à vapeur., Sa conception de décompression consistait en un poids suspendu à un bras de levier. Lorsque la force de la pression de vapeur agissant sur la vanne dépassait la force du poids agissant à travers le bras de levier, la vanne s’ouvrait. Les conceptions nécessitant un réglage de pression de décharge plus élevé nécessitaient un bras de levier plus long et/ou des poids plus importants. Ce système simple a fonctionné cependant plus d’espace était nécessaire et il coud être facilement altéré menant à une surpression et une explosion possibles. Un autre inconvénient était l’ouverture prématurée de la vanne si le dispositif était soumis à un mouvement de rebond.,

Soupapes de surpression de poids mort à action directe: Plus tard, pour éviter les inconvénients de la disposition du levier, des soupapes de surpression de poids mort à action directe ont été installées sur les premières locomotives à vapeur. Dans cette conception, les poids ont été appliqués directement au sommet du mécanisme de la vanne. Pour maintenir la taille des poids dans une plage raisonnable, la taille de la vanne était souvent sous-dimensionnée, ce qui entraînait une ouverture d’évent plus petite que nécessaire. Souvent, une explosion se produisait lorsque la pression de vapeur augmentait plus rapidement que l’évent ne pouvait libérer une pression excessive. Les mouvements de rebond ont également relâché prématurément la pression.,

Soupapes à ressort à action directe: Timothy Hackworth est considéré comme le premier à utiliser des soupapes à ressort à action directe (vers 1828) sur son moteur de locomotive appelé le Royal George. Timothy a utilisé un arrangement en accordéon de ressorts à lames, qui seraient plus tard remplacés par des ressorts hélicoïdaux, pour appliquer une force à la vanne. La force du ressort pourrait être affinée en ajustant les écrous retenant les ressorts à lames.,

Les améliorations apportées à la conception de la soupape de décharge à ressort à action directe se sont poursuivies au cours des années suivantes, en réponse à l’utilisation généralisée des chaudières à vapeur pour fournir de la chaleur et Les chaudières à vapeur sont moins courantes aujourd’hui, mais la soupape de sécurité continue d’être un composant essentiel, dans les systèmes avec des récipients sous pression, pour se protéger contre les dommages ou les défaillances catastrophiques.,

Chaque application a ses propres exigences, mais avant d’entrer dans le processus de sélection, examinons les principes de fonctionnement d’une soupape de surpression à action directe typique.

SOUPAPES DE SURPRESSION EN FONCTIONNEMENT

Une soupape de surpression est composée de trois éléments fonctionnels:

  1. ) Élément de soupape, généralement une soupape à clapet à ressort.
  2. ) Élément de détection, généralement un diaphragme ou un piston.
  3. ) Élément de force de référence. Le plus souvent, à un le printemps.,

En fonctionnement, la soupape de surpression reste normalement fermée jusqu’à ce que les pressions en amont atteignent la pression de consigne souhaitée. La vanne s’ouvre lorsque la pression de consigne est atteinte et continue à s’ouvrir davantage, permettant un débit plus important à mesure que la surpression augmente. Lorsque la pression en amont tombe quelques psi en dessous de la pression réglée, la vanne se ferme à nouveau.,

(1) ÉLÉMENT de SOUPAPE (clapet)

le Plus souvent, les soupapes de surpression employer un ressort « champignon” valve comme un élément de soupape. Le clapet comprend un joint élastomère ou, dans certaines conceptions à haute pression, un joint thermoplastique, qui est configuré pour réaliser un joint sur un siège de soupape. En fonctionnement, le ressort et la pression en amont appliquent des forces opposées sur la vanne., Lorsque la force de la pression en amont exerce une force supérieure à la force du ressort, le clapet s’éloigne du siège de soupape, ce qui permet au fluide de passer à travers l’orifice de sortie. Lorsque la pression en amont chute en dessous du point de consigne, la vanne se ferme.

(2) ÉLÉMENT DE DÉTECTION (piston ou diaphragme)

Les conceptions de type piston sont souvent utilisées lorsque des pressions de décharge plus élevées sont requises, lorsque la robustesse est un problème ou lorsque la pression de décharge n’a pas à être maintenue à une tolérance stricte., Les conceptions de piston ont tendance à être plus lentes, par rapport aux conceptions de diaphragme en raison du frottement du joint de piston. Dans les applications de basse pression, ou quand une grande précision est exigée, le style de diaphragme est préféré. Les soupapes de décharge à membrane utilisent un élément en forme de disque mince qui est utilisé pour détecter les changements de pression. Ils sont généralement faits d’un élastomère, cependant, le métal alambiqué mince est utilisé dans des applications spéciales. Les diaphragmes éliminent essentiellement le frottement inhérent aux conceptions de style piston., De plus, pour une taille de soupape de décharge particulière, il est souvent possible de fournir une plus grande zone de détection avec une conception à diaphragme que ce qui serait réalisable avec une conception à piston.

(3) L’ÉLÉMENT DE FORCE DE RÉFÉRENCE (ressort)

L’élément de force de référence est généralement un ressort mécanique. Ce ressort exerce une force sur l’élément de détection et agit pour fermer la vanne. De nombreuses soupapes de surpression sont conçues avec un réglage qui permet à l’utilisateur d’ajuster le point de consigne de la pression de surpression en modifiant la force exercée par le ressort de référence.,

PARAMÈTRES DE CONCEPTION

Pressions de décharge
La pression de décharge prévue est un facteur important pour déterminer quel produit est le mieux adapté à l’application.

Exigences de débit
Quel est le débit maximal requis par l’application? Quel est le débit varie? La configuration du portage et les orifices efficaces sont également des considérations importantes.

Fluide Utilisé (gaz, liquide, toxique ou inflammable)

Les propriétés chimiques du fluide doivent être considérés avant de déterminer les meilleurs matériaux pour votre application., Chaque fluide aura ses propres caractéristiques uniques, il faut donc prendre soin de sélectionner le corps approprié et les matériaux d’étanchéité qui entreront en contact avec le fluide. Les parties de la soupape de surpression en contact avec le fluide sont appelées composants « mouillés”. Si le fluide est inflammable ou dangereux, la soupape de surpression doit pouvoir le décharger en toute sécurité.

Taille & Poids

Dans de nombreuses applications de la technologie de l’espace est limité et le poids est un facteur. Certains fabricants se spécialisent dans les composants miniatures et doivent être consultés., La sélection des matériaux, en particulier les composants du corps de la soupape de décharge, aura un impact sur le poids. Considérez également attentivement les tailles de port (filetage), les styles de réglage et les options de montage car ceux-ci influenceront la taille et le poids.

Dans de nombreuses applications de haute technologie, l’espace est limité et le poids est un facteur. Certains fabricants se spécialisent dans les composants miniatures et doivent être consultés. La sélection des matériaux, en particulier les composants du corps de la soupape de décharge, aura un impact sur le poids. Considérez également attentivement les tailles de port (filetage), les styles de réglage et les options de montage car ceux-ci influenceront la taille et le poids.,

Matériaux
Une large gamme de matériaux est disponible pour gérer divers fluides et environnements d’exploitation. Les matériaux communs de composant de soupape de surpression incluent le laiton, le plastique, et l’aluminium. Diverses qualités d’acier inoxydable (telles que 303, 304 et 316) sont également disponibles. Les ressorts utilisés à l’intérieur de la soupape de décharge sont généralement en fil de musique (acier au carbone) ou en acier inoxydable.

Le laiton convient à la plupart des applications courantes et est généralement économique. L’aluminium est souvent spécifié lorsque le poids est une considération., Le plastique est considéré lorsque le faible coût est principalement préoccupant ou qu’un article à jeter est requis. Les aciers inoxydables sont souvent choisis pour être utilisés avec des fluides corrosifs, lorsque la propreté du fluide est une considération ou lorsque les températures de fonctionnement seront élevées.

La compatibilité du matériau d’étanchéité avec le fluide et avec la plage de température de fonctionnement est tout aussi importante. Buna-N est un matériau d’étanchéité typique. Des joints facultatifs sont offerts par certains fabricants et ceux-ci incluent: Fluorocarbone, EPDM, Silicone, et Perfluoroelastomer.,

Température
Les matériaux sélectionnés pour la soupape de surpression doivent non seulement être compatibles avec le fluide, mais doivent également pouvoir fonctionner correctement à la température de fonctionnement attendue. La principale préoccupation est de savoir si l’élastomère choisi fonctionnera correctement dans toute la plage de température prévue. En outre, la température de fonctionnement peut affecter la capacité de débit et/ou la vitesse du ressort dans les applications extrêmes.

BESWICK OPTIONS DE SOUPAPE DE SURPRESSION

Beswick Engineering fabrique quatre styles de soupapes de surpression pour répondre au mieux à votre application., Les RVD et RVD8 sont des soupapes de surpression à membrane qui conviennent à des pressions de surpression plus faibles. Les vannes RV2 et BPR sont des conceptions à piston.

Pression de source maximale

  1. Le modèle RVD peut être utilisé avec des pressions d’entrée jusqu’à 80 psig
  2. Le modèle RVD8 peut être utilisé avec une pression d’entrée jusqu’à 80 psig
  3. Le modèle RV2 peut être utilisé avec des pressions d’entrée jusqu’à 500 psig
  4. Le p>
    1. Les fissures du modèle RVD s’ouvrent dans la plage (3-30) psig. Veuillez nous contacter si vous avez besoin d’un réglage plus élevé.,
    2. Les fissures du modèle RVD8 s’ouvrent dans la plage (3-30) psig. Veuillez nous contacter si vous avez besoin d’un réglage plus élevé.
    3. Fissures du modèle RV2 ouvertes dans la gamme (3-30) psig
    4. Fissures du modèle BPR ouvertes dans la gamme (0-400) psig

    Matériaux de construction
    Une large gamme de matériaux est disponible mais varie entre les modèles.,el, laiton et aluminium

  5. RVD8: acier inoxydable 303 et laiton
  6. RV2: acier inoxydable 303 et 316 et laiton
  7. BPR: acier inoxydable 303, laiton et aluminium

Taille de portage

  1. RVD: Les ports d’entrée et de sortie sont internes 10-32 UNF
  2. RVD8: Le port 3/64 pouces diamètre trous et le port de sortie est 10-32 UNF externe
  3. RV2: Entrée et sortie ports sont 10-32 UNF interne
  4. BPR: Entrée et sortie ports sont 10-32 UNF interne pour la plupart des modèles
    Type 2 : Sortie port est 1/8-27 NPT externe (qui est également taraudé 10-32 interne)., L’orifice d’entrée est 10-32 UNF interne.
    Type 8: Le port de sortie est 10-32 UNF externe. L’orifice d’entrée est un trou de 1/32 pouce de diamètre.

Poids

  1. RVD pèse 25 grammes en laiton et en acier inoxydable
    15 grammes en aluminium
  2. RVD8 pèse 25 grammes en laiton et en acier inoxydable
  3. RV2 pèse 41 grammes en laiton et en acier inoxydable
  4. RPR pèse 72 grammes en laiton et en acier inoxydable
    33 grammes en aluminium