Brevet FR2037231A1 — publié le 19701231

Pour fermer la voie d'écoulement de fluides liquides ou gazeux -en circulation, on utilise des soupapes, vannes et autres organes de fermeture, dont l'ouverture nécessite la mise en jeu d'une force très importante dans le cas où ils sont repoussés sur leur siège par la pression du fluide. 5 Pour y remédier, on a déjà proposé des dispositifs de fermeture dans les quels la pression du fluide s'exerce radialement et de toutes les directions sur un corps de fermeture cylindrique, de sorte que les forces s'équilibrent; on connaît en outre un organe de fermeture équilibré, sur lequel agissent en direction axiale des forces opposées sensiblement égales, ce qui soulage l'or-10 gane de fermeture et en facilite la fermeture et l'ouverture. Dans ces dispositifs connus, le corps de fermeture reste dans le parcours du fluide en circulation, ce qui représente un inconvénient, du fait qu'il porte obstacle à l'écoulement du fluide et peut également donner naissance à des tourbillons. L'invention a pour but d'éliminer cet inconvénient et est-carac-15 térisée en principe en ce que le corps de fermeture à l'état soulagé peut être éloigné du parcours du fluide en circulation. Ce principe peut être appliqué de deux manières différentes : le corps de fermeture peut se trouver à l'intérieur de l'enveloppe de l'organe d'arrêt et se déplacer dans l'enveloppe pour libérer la voie au fluide,en circulation, 20 ou entourer à la façon d'un tube la conduite de fluide, celui-ci circulant dans l'intervalle compris entre le tube et la conduite et le corps de fermeture étant éloigné dans cet intervalle du parcours du fluide au moment de l'ouverture. Les figures 1 à 3 du dessin annexé représentent schématiquement en coupe trois exemples de réalisation de la solution, mentionnée ën premier lieu ci-25 dessus, cependant que la figure 4 représente pareillement en coupe schématique la deuxième solution. Conformément à la figure 1, le fluide, par exemple un liquide à haute pression, entre dans l'enveloppe 1 par un canal 3 et en ressort par un canal 4. Dans la position de fermeture représentée, cette circulation ne peut.pas s'éta-30 blir, car la chambre se trouvant entre les deux canaux est obturée par un piston 2 muni de bagues d'étanchéité 7 et 8. Le piston 2 est accouplé à un autre piston 6 de plus gros diamètre, coulissant de façon étanche par un segment 9 dans un alésage complémentaire de l'enveloppe. Au piston 6 fait suite une tige 5 ressortant à l'une des extrémi-35 tés de l'enveloppe, laquelle est fermée par un couvercle 10. Les deux bagues d'étanchéité 7 et 8 délimitent dans l'enveloppe une chambre cylindrique 11, qui est mise en communication avec l'atmosphère par un perçage 14 de purge et de graissage. Le canal d'entrée 3 est relié par un canal 12 à la chambre cylindrique 15 40 se trouvant derrière le piston; le canal 12 débouche dans une creusure 13 pra 70 09990 2 2037231 tiquée dans le couvercle 10. Il en résulte que le liquide à haute pression agit, d'une part, sur la face avant du piston 2 située à gauche au dessin et, d'autre part, sur la face annulaire de droite du piston 6, de même surface que la première, de telle sorte que les pistons sont équilibrés. 5 Lorsque le système de piston est déplacé vers la droite du dessin, le piston 2 libère la bague d'étanchéité 8 et l'écoulement peut commencer; les éléments mobiles se déplacent sans obstacle vers la droite et le piston 6 parvient au voisinage immédiat du couvercle 10, tandis que le piston 2, mobile à l'intérieur de l'enveloppe, s'éloigne complètement du'parcours du liquide en 10 circulation. - La forme de réalisation suivant la figure 2 se différencie principalement de la précédente en ce que, par suite de la disposition inclinée- du système de fermeture, il n'est pas nécessaire de faire suivre au fluide un parcours en S comme dans le dispositif décrit ci-dessus. Dans cette forme de réalisation, le 15 piston 2a^ peut être repoussé au moyen de la tige 5, en vue de la fermeture, contre une bague d'étanchéité 8a_ se trouvant dans la conduite 16, alors qu'en position ouverte le piston est éloigné de la bague d'étanchéité et du parcours du fluide en circulation. Le canal d'équilibrage 12a n'est pas percé dans l'enveloppe, mais dans le piston. 20 Le corps de fermeture suivant la figure 3 est constitué par un piston creux 2^b en deux parties de diamètre différent, entre lesquelles est ménagé un épaulement d'équilibrage 2'. Dans l'enveloppe lb débouche la conduite de fluide 17, qui porte au voisinage de son extrémité des orifices 18, de sorte que dans la position ouverte représentée, le fluide parvient à travers ces 25 orifices dans le canal de sortie 4b. Pour la fermeture, le piston 213 est déplacé vers la droite du dessin à l'intérieur de l'enveloppe, jusqu'à son application contre la bague d'étanchéité 8b ; la circulation du fluide est interrompue à l'instant où le piston est bloqué dans cette bague. Le mouvement du piston 2b_ dans les deux directions 30 a lieu évidemment à l'état d'équilibre résultant de l'action antagoniste des forces axiales et, en position ouverte, le corps de fermeture est éloigné du parcours du fluide en circulation. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 4, le fluide circule dans une conduite 19, subdivisée en deux compartiments par une cloison trans-35 versale 22. A travers un orifice 20 percé en amont de la cloison transversale, le fluide parvient dans une chemise cylindrique 23 entourant la conduite, c'est-à-dire dans la chambre 26, d'où il revient par un orifice 21 dans la conduite 19. Pour la fermeture, la chemise 23 est repoussée vers la gauche du dessin, 40 en coulissant de façon étanche sur la surface externe de la conduite. Par suite 70 09990 3 2037231 du coulissement vers la gauche, la bague d'étanchéité logée dans un épaulement 24 de l'enveloppe glisse sur un renflement 25 de la conduite 19, de sorte que le fluide ne peut pas s'écouler à cet emplacement. Le même résultat est d'ailleurs atteint lorsque la bague d'étanchéité est montée, non pas sur la face in-5 terne de 1'épaulement 24, mais sur la face externe du renflement 25. La fermeture n'est possible que si les deux orifices 20 et 21 sont isolés l'un de l'autre de manière absolument étanche, à l'emplacement où la conduite est barrée par la cloison transversale 22. Dans les deux cas, 1'épaulement 24 constitue le corps de fermeture, qui s'éloigne du parcours du fluide en circu-10 lation lors de l'ouverture. L'orifice 21 présente une forme non circulaire s'élargissant en direction de l'écoulement. Il en résulte que, si la chemise 23 n'est déplacée que d'une faible quantité de sa position d'obturation après la fermeture, l'écoulement est dkbord fortement étranglé et ne commence que lentement, pour croître en-15 suite progressivement pendant la suite du coulissement de la chemise. 70 09990 4 2037231 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de fermeture, notamment pour fluides à haute pression en circulation, comportant un corps de fermeture mobile dans une enveloppe, qui est équilibré par la pression du fluide, par des forces agissant radialement et/ou 5 par des forces axiales agissant en antagonisme et est constitué par un piston déplaçable dans ou sur une bague d'étanchéité, dispositif caractérisé en ce que le piston (.2,2a_,2b) à l'état soulagé est éloigné du parcours du fluide en circulation à l'intérieur de l'enveloppe (figures 1 à 3). 2.- Dispositif de fermeture suivant la revendication 1, caractérisé en ce 10 que la tige (5) du piston (2, 2a_, 2b_) ressort d'un côté de l'enveloppe et en ce que la face du piston faisant suite à la tige (5) possède un diamètre plus gros que l'autre face du piston. 3.- Dispositif de fermeture suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (2b) est pourvu d'un épaulement tubulaire d'équilibrage (2!) et 15 coulisse de façon étanche sur la conduite de fluide (17) ainsi que dans une enveloppe (1b) contenant l'extrémité de la conduite, et en ce qu'il est prévu des orifices de sortie (18) de la conduite entre la bague d'étanchéité se trouvant dans l'enveloppe et la bague d'étanchéité (8b) entourant le piston tubulaire. 4.- Dispositif de fermeture, notamment pour fluides à haute pression en cir-20 culation, comportant un corps de fermeture qui est équilibré par la pression du fluide, par des forces agissant radialement et/ou par des forces axiales agissant en antagonisme et se déplace dans ou sur une bague d'étanchéité, dispositif caractérisé en ce que le corps de fermeture est constitué par une chemise ou un cylindre (23) entourant la conduite de fluide (19)et en œ qua dans la conduite se 25 trouve une cloison de séparation (27) des deux côtés de laquelle sont prévus des orifices (20, 21) pour l'entrée et la sortie du fluide, orifices qui débouchent dans le cylindre précité coulissant de façon étanche sur la conduite, et en ce qu'entre les deux orifices de la conduite est disposé un renflement (25) pour assurer l'étanchéité (figure 4). 30 5.- Dispositif de fermeture suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'orifice pratiqué dans la conduite en aval dans le sens de la circulation du fluide présente une forme non circulaire, dont la surface va en croissant en direction de l'écoulement.