soupape Adams

Hello,
Je recherche le plan de la soupape adams celui avec une bille pas celui avec un intérieur de briquet.
Je cois qu'il était avec le plan d'une petite chaudière et d'un monocylindre mais impossible de remettre la main dessus.

Merci des réponses
P33  

j'ai trouvé çà



cordialement
jacky

Hello,

C'était pas celle là mais ça correspond à ce que je recherche

Merci  

Salut! 
Sympa , ces plans!:( 
Sur celle de gauche, personnellement, je ferais une gorge dans la bride du bas afin que le joint torique se mette bien en place.
Je ferais aussi la queue un peu plus longue pour permettre un meilleur guidage.
C'est une soupape du genre "tout ou rien" , c'est à dire qu'elle s'ouvre complètement quand la pression de tarage est atteinte.
Celle de droite (à bille) peut fuir en permanence tant que la pression n'est pas redescendue bien en dessous de celle de tarage.
Elle est beaucoup plus sensible.
Mais les deux sont faciles à usiner pour quelqu'un comme moi, et fiables.
Bien cordialement! 

Re,
Contrairement a ce que  j'ai dis plus haut c'est bien de ce plan qu'il s'agit mais impossible :pleur  d'accéder au site ...
J'en ai profité pour poursuivre mes recherches et télécharger quelques infos en plus...

En tous cas merci Jacky pour le plan.  :( 
Je pense qu'elle est d'un usinage à ma portée :biz
Une queue plus longue assure un meilleur guidage. Je suis de cet avis 

P33  :( 

Re!
Je n'aime pas trop la façon dont est mis le joint torique .
A mon avis il devrait être entouré d'une lèvre jusqu'aux >2/3 de l'épaisseur pour le garder en forme et en place lorsque la pression le soulèvera.
Un joint torique n'étant efficace que s'il est coincé dans une gorge. Et c'est plus simple de le faire ainsi.
De même que pour une meilleure réponse à la pression, j'usinerais un diamètre un peu plus grand juste sous le joint pour augmenter la surface et donc la réponse de la soupape. Je ferai un schéma demain.
Enfin, c'est comme ça que je vois la chose.






A demain!

Il y a aussi un plan sur le site de Jacques
http://www.vapeuretmodelesavapeur.com/accessoire1/bv000039_acc2.jpg

Salut,

Je pense que le principe mécanique derrière la soupape d'Adam est plutôt douteux. Ca ne m'étonne pas que beaucoup d'utilisateurs se plaignent de fuites...

On essaye de faire deux trucs bien différents avec un seul ressort:
- Il faut d'une part avoir une force suffisante de compression du joint pour assurer l'étanchéité. Pour qu'un joint monté en statique contre une bride plane soit efficace, il faut un écrasement de 15 à 20% de son diamètre originel. Ce qui va demander une force disons "Fe".
- Il faut que le ressort compense juste la force exercée par la vapeur sur le piston, le tarage, et donc une force exercée par le ressort disons "Ft".

Pour que le système fonctionne correctement, il faudrait que Ft = Fe ou mieux, Fe< Ft... Peu de chance que l'on tombe pile-poil!!

Sur un dessin de dimensions classiques, la force Ft doit être autour de 1kg pour un tarage à 3 bars. Probablement bien en dessous de la Fe nécessaire à l'écrasement correct du joint pour assurer une bonne étanchéité.

Alors oui, pour améliorer le fonctionnement une gorge est souhaitable comme le recommande KBIO, mais il faudrait aussi utiliser un joint aussi tendre que possible (shore) et donc choisir plutôt des joints silicones dont le shore va de 20 à 90. Prendre du 20 ou 30. Surtout ne pas utiliser le Viton, trop dur. Et le nitrile (110°C) est trop juste en température.

Mais ça restera un truc mécaniquement un peu bricolé et pas facile à régler sans fuites. Idéalement il faudrait un piston avec joint coulissant dans un cylindre équipé de lumières de mise à l'air libre. Dans ce cas, le ressort n'a plus qu'à gérer le tarage et on peut faire un truc fiable.

Mais ce n'est plus une soupape d'Adam...

  Marcel.
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Salut! 
J'ai oublié de dire qu'il faut strier la queue de soupape, dans le sens de la longueur , pour permettre un passage de la vapeur sans restriction.
J'ai fais ça avec une disque usé de mini Dremel. 
Cordialement!

 
dans ce cas je comprends mieux.

:( Salut!
Le mieux étant d'en faire tout autour:

Cordialement!

Salut,

Tout est parti d’une demande de KBIO de lui faire un dessin propre de sa soupape d’Adams… Et ce qui était simple au départ est vite devenu assez complexe, le fonctionnement de ce type de soupape étant beaucoup plus compliqué que « Je me lève, ça fuit, Je me baisse » quand il s’agit de tout dimensionner correctement. J’ai trouvé un excellent site avec beaucoup de détails sur les soupapes de sécurité (en anglais…) et dont je me suis largement inspiré :
http://www.spiraxsarco.com/resources/steam-engineering-tutorials/safety-valves/introduction-to-safety-valves.asp

• Principe de fonctionnement :
Le principe est simple, une soupape avec un joint torique, maintenue fermée par la force d’un ressort s’opposant à la force exercée par la vapeur sur la surface de la soupape. Dans la réalité c’est un peu plus compliqué. Les différentes étapes d’ouverture et fermeture sont résumées sur le schéma ci-dessous. A bien rappeler que, pour être efficace, un joint torique doit impérativement être monté dans une gorge.



Les calculs sont simples, les seules formules utilisées étant :
  . La relation liant force, surface et pression : F= PxS.
  . La relation définissant la poussée d’un ressort de compression : F= ΔLxRaideur

- Vanne fermée : Le joint est comprimé. La surface exposée à la vapeur aura un diamètre noté Dv, diamètre supérieur au petit diamètre de la gorge contenant le joint, mais inférieur au diamètre nominal du joint (Dn). Point important. Dans cet état, la force exercée par la vapeur, Fv, est inférieure à la poussée de tarage du ressort Fr.
Fv= π x S(Dv)

- La pression augmentant, la soupape se soulève un poil et on arrive au point d’ouverture ou le joint n’est plus comprimé. La surface d’action de la vapeur a aussi augmenté (Dn >Dv). La force Fv augmente donc assez vite sous la double influence de l’augmentation de la pression et de la surface d’action . L’augmentation de pression par rapport à la pression de référence souhaitée  pour arriver à ce point d’équilibre dépend de la raideur du ressort, puisqu’à tout moment Fressort = Fv. Bien sûr, à ce point,  Fressort > Fr. Plus la raideur sera élevée et plus importante sera l’élévation de pression déclenchant l’ouverture.

- La pression augmente encore un chouïa. Le joint décolle et brutalement la surface exposée à la pression vapeur passe de Dn à Dm, surface totale de la soupape. On atteint l’état d’ouverture maximale, ouverture dépendant, de nouveau, de la raideur du ressort. Là les calculs seraient compliqués, la pression sur la surface totale de la bride n’étant pas uniforme. Il faudrait combiner pression, détente, laminage, etc… Mais le volume de vapeur dans la chaudière étant grand par rapport à la surface de fuite, on imagine bien que cet état va subsister un certain temps et la pression continuer à augmenter un peu.

- La pression finalement diminuant, la force Fv exercée par la vapeur va baisser et la soupape se fermer. Mais comme la surface exposée, état ouverte, était la surface totale de la soupape et pas seulement celle correspondant à Dv, la pression de fermeture sera inférieure à la pression de référence.

Nous obtenons donc un espèce de cycle autour de la pression de référence. Il est bien sûr souhaitable que la surpression à l’ouverture et la dépression à la fermeture ne soient pas trop importantes. La littérature donne 10% comme valeur acceptable.

Ce sont tous ces facteurs qu’il faudra intégrer de façon plus ou moins empirique lors du dessin de la soupape. Le choix du ressort en est un important : L’exposé précédent montre que pour minimiser l’amplitude du cycle il doit avoir une raideur "faible". Mais plus la raideur est faible et plus long doit être le ressort pour obtenir notre force de référence Fr.  Et donc plus encombrant sera l’ ensemble…  

• Calcul de la soupape :
Le but est d’obtenir une soupape avec un tarage possible de 2 à 4 bars.
Il faut bien démarrer avec quelques données basées purement sur l’encombrement final que l’on souhaite atteindre. J’ ai choisi:
- Diamètre total de la soupape : 12mm
- Diamètre nominal du joint : 8mm
- Diamètre du tore du joint : 1,5mm
- Diamètre de la tige de commande : 3mm
- Hauteur de la soupape : Environ 25mm
Les dimensions recommandées  de la gorge pour cette dimension de joint sont : 2,2mm de large et 1,13mm de profondeur. Pour tenir compte de l’effort assez faible de compression je les ai « intuitivement » réduites à 2mm de largeur et 1mm de profondeur.
Ce qui nous donne un diamètre de 6mm pour le bord intérieur de la gorge. A « l’œil » en dessinant le joint dans son logement, j’évalue le diamètre Dv sur lequel jouera la pression soupape fermée à 7mm.

- Premiers calculs : La force de tarage
Pour simplifier, j’approxime 1kgf=10N et 1bar= 1kgf/cm2.
La force de tarage du ressort pour tenir la soupape fermée correspond à la force exercée par la vapeur agissant sur le diamètre Dv de 7mm (A ce stade, je fais l'impasse sur l'effort supplémentaire pour comprimer le joint):
A 2 bars :  0,8kgs
A 3 bars : 1,2kgs
A 4 bars : 1,6kgs

Avec ces valeurs, on cherche un ressort pouvant « coller », en se souvenant que les raideurs faibles sont à privilégier. J’ai cherché chez mon fournisseur préféré de ressorts :
http://www.ressorts-standard.com/Ressorts/comp080i.htm
Le Cl0580-080-145 paraît pas mal avec les caractéristiques suivantes :
- Inox
- Ø fil 0,8mm, Øint 3,8mm
- Charge maxi : 2,2kgs
- Longueur libre : 14,5mm. Longueur à pleine charge 9,4mm.
- Raideur : 0,424kg/cm
La charge maxi est nettement supérieure à la charge théorique max recherchée de 1,6kgs ce qui donne la marge nécessaire pour la compression du joint, effort supplémentaire dont je n’ai pas tenu compte dans les calculs…
La longueur du ressort sera donc de :
A 2 bars : L= 12,6mm
A 3 bars : L= 11,7mm
A 4 bars : L=  10,7mm

Donc une course de réglage totale du repos à 4bars d’environ 4mm. Prévoir 2 ou 3mm de plus pour tenir compte des incertitudes du calcul.
Pour le moment tout paraît bon…

- Derniers calculs : Ouverture et raideur du ressort.
A l’ouverture, le diamètre actif passe à 8mm. La force exercée par la vapeur  et la compression supplémentaire du ressort deviennent :
A 2 bars : 1kg  & 0,5mm
A 3bars : 1,5kgs & 0,7mm
A 4 bars : 2kgs & 0,9mm
Le déplacement de la soupape est donc égal ou supérieur à la compression théorique maximum du joint (Diamètre nominal joint – Profondeur gorge = 0,5mm).
Tout paraît consistant, il n’y a plus qu’à dessiner la soupape...

• Dessin de la soupape :
Rien de bien nouveau, de multiples dessins de ce type de soupape existent sur le Net… Quelques détails importants tout de même :
- Le joint doit être dans une gorge (oui, je sais, je me répète mais j’ai vu beaucoup d’exemples sans, ce qui est une hérésie mécanique    …).
- Le niveau de finition de la surface d’appui du joint et des parois de la gorge est fondamental pour obtenir une bonne étanchéité (surtout avec une compression faible), point également souvent négligé. Les specs parlent en microns de rugosité ! Ne pas hésiter à soigner l’état de surface et même à passer un petit coup de pâte à polir.
- Les longueurs de guidage haute & basse doivent être suffisantes pour éliminer tout risque de coincement par arc-boutement. L’ ajustement de la tige dans l’alésage doit être juste libre sans excès (disons h9E8 par exemple pour les spécialistes !!).
- Plutôt que de faire le tarage en déplaçant la platine supérieure par un jeu d’écrous/contre-écrous directement sur les tiges de liaisons, platine qu’il faut garder au mieux horizontale, j’ai préféré placer une noix de réglage dans la platine supérieure. Les deux platines sont donc montées fixes. Le tarage se fait en vissant/dévissant la noix centrale. Un pas fin (optionnel) aidera à la précision. La tige de la soupape est munie d’une fente permettant éventuellement de la bloquer durant le réglage (risque d’endommager le joint torique par rotation). Une modif simple à usiner et améliorant considérablement le confort et la précision durant le réglage.
- Il y a peu ou pas de vibrations. Un simple bon serrage devrait suffire pour les tiges latérales d’assemblage. Les plus anxieux peuvent braser la partie basse et mettre un Nylstop en partie haute…
- Il faut assurer un libre passage de la vapeur sur la queue de la soupape. 4 canelures (environ 1x0,5mm) sont prévues à cet effet. A faire selon l’outillage dont vous disposez.
- Enfin, se pose la question du type de joint torique, matériau et dureté. Un nitrile classique (limité à 110°C en continu) serait sans doute Ok pour utilisation à 2bars. Trop juste pour 3 ou 4 bars. Dans ce cas préférer silicone ou Viton. Pour la dureté, un joint « tendre » est recommandé lorsque la force de compression est faible (ce qui est notre cas). Le joint travail en statique, donc pas de risques d’usure rapide ou d’extrusion. Les 20 ou 30 shore dont j’avais parlé dans un post précédent sont sans doute trop faibles et pas faciles à trouver. Entre 50 &70 ça devrait aller.

Tout ça donne ce dessin :



Je mets en attachement la version PDF échelle 3, format A3. Et pour ceux qui le souhaitent, je peux envoyer sur demande le fichier Autocad (.DW) correspondant.

Ouf !! Voilà, voilà… Reste plus qu'à tester sur un proto...

Marcel.
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Hum...
Si j'avais su j'aurai rien demandé  
Mais
Tout est parti d’une demande de KBIO
C'est une explication et un dessin coté digne de lui...

Quel boulot tu a fais là :( 
Pour faire avancer le chmilblic
P33

Salut!:( 
Quel travail! 
Un sujet traité en Pro, comme je les aime.
Complet , précis, documenté et le schéma offert gracieusement avec!
Là, je dis et je répète: Mâtin! Quel Forum!!! 
Tout est expliqué et bien expliqué!
Et Rookie n'en est qu'à ses débuts! 
Merci!
Si j'avais su j'aurai rien demandé

Si tu n'avais rien demandé,mon bon Pierr33, on n'aurait pas eu cette explication. Alors comme on respecte les membres qui animent notre Forum, et bien c'est cadeau pour toi!:mon dieu 
On attend de la voir sur ta chaudière à présent! 
Bien cordialement!

C'est bien dans le même esprit que je partage la construction de la dite chaudière
Avec aussi toutes les erreurs que je ne suis pas toujours obligé d'évoquer.

Salut,

Merci pour les appréciations... :( 
Tant qu'à dessiner un truc, autant essayer de comprendre le "pourquoi et comment" de la chose... Ca permet de continuer à exercer nos neurones... Et c'est plus intéressant.

Marcel.
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