Comment fonctionnent les soupapes de décharge?

Par Josh Cosford, Éditeur contributeur

Cela semble être une question avec une réponse facile, mais vous seriez surpris de la fréquence à laquelle les gens demandent: « comment fonctionnent les soupapes de décharge? »Dans l’industrie de l’énergie fluide, nous tenons nos connaissances pour acquises, mais chacun d’entre nous ignorait à un moment donné littéralement chaque composant hydraulique — la quête de la connaissance a un début, mais pas une fin.

Les soupapes de décharge sont des composants utilisés dans les systèmes hydrauliques pour limiter la pression du fluide dans la partie du circuit où elles sont installées. Ils sont construits avec une boule, un clapet ou une bobine opposés par un ressort et installés dans une cavité ou un corps porté. Un clapet est un objet en forme de disque ou de cône qui se trouve dans un siège usiné de manière opposée, et lorsqu’il est forcé fermé par la pression du ressort, fournit une très faible fuite. Une bobine est une tige cylindrique en acier usiné avec des rainures de dosage ou des encoches qui est également opposée par la pression du ressort., Une vanne à tiroir fuit plus qu’une vanne à clapet, mais la bobine offre des caractéristiques de dosage supérieures.

Les soupapes de décharge sont le plus souvent installées dans un système hydraulique après la pompe. Cet emplacement fournit la réponse la plus directe et immédiate lorsque la soupape de décharge s’ouvre pour purger le fluide dans le réservoir, réduisant ainsi la pression égale à son réglage du ressort. La soupape de décharge s’ouvrira lorsque la pression causée par une charge en aval ou une contre-pression augmentera suffisamment pour forcer le clapet ou la bobine à s’ouvrir contre son ressort.,

Une soupape de décharge fonctionne en fournissant à un fluide sous pression excessive un chemin ouvert vers le réservoir dans le but de réduire la pression de l’orifice de travail. Lorsque la pression du fluide commence à augmenter, une force de cette pression est appliquée au fond de la bobine ou du clapet, semblable à ce qui se produit pour le piston d’un cylindre. La soupape de décharge s’ouvre modestement au début, saignant aussi peu de liquide est nécessaire pour maintenir la pression requise en aval., Si la pression en aval continue d’augmenter, il en va de même de la force exercée sur le clapet ou la bobine, en la poussant plus loin contre le ressort jusqu’à ce que la force du ressort ponctuel soit égale à la force hydraulique.

Les soupapes de décharge subissent une augmentation de pression résultant de la combinaison de la pression de charge, de la contre-pression et de l’énergie requise pour circuler à travers la soupape elle-même. La pression de fissuration est l’endroit où la force initiale du fluide surmonte la force assise du ressort., Comme la vanne s’écoule plus de fluide dans le réservoir, le taux de montée en pression est stable puisque les forces du fluide sous pression contrecarrent le taux de compression du ressort. À mesure que la vanne s’ouvre complètement, la montée en pression augmente à nouveau à mesure que la vanne se vide et est soumise à des forces d’écoulement.

Lorsque le travail ou la contre-pression diminue et que la vanne commence à se fermer, elle le fait à des vitesses différentes de celles auxquelles elle s’est ouverte. La différence entre la courbe d’ouverture et de fermeture est appelée son hystérésis et est indicative de la qualité de sa construction., Les vannes de meilleure qualité avec une construction avancée ont tendance à avoir une augmentation de pression plus faible avec une meilleure hystérésis.