Brevet FR2054522A1 — publié le 19710423

t 2054522 La présente invention concerne une.vanne à'passage'direct . pour canalisations de transfert de produits à haute température, notamment pour produits engendrant un dépôt, tel que le gaz de cracking des pétroles qui dépose du coie sous-l'effet de la tem-5 perature. La plupart des vannes actuelles ne donnent pas satisfaction, car leurs sièges ne sont pas" protégés en position d'ouverture, de telle sorte; qu'elles deviennent inûtilisat>les après ouvei'ture. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient. 10 A cet effet, elle concerne une vanne à passage direct du type comportant un opercule coulissant à faces parallèles, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour protéger le siège de son opercule de fermeture contre les actions nocives du fluide transféré, lorsqu'elle est en position d'ouverture. 15 Suivant une forme d1 exécution préférée de -1'invention, d'une part, cet opercule est utilisé en combinaison avec un coin pour son application sous pression contre son siège et, d'autre part, cet opercule est muni d'un £>--Olongement dans lequel est ménagé l'orifice de passage du produit transféré, de telle sorte qu'en 20 i>osition d'ouverture de la vanne, par suite du déplacement coulissant de l'opercule, cet orifice soit situé entre les orifices d'entrée et de sortie de la vanne, le coin précité comportant lui-même un orifice identique ijermettant sa mise en position de blocage de l'opercule aussi "bien lorsque ce- dernier est* en posi-25 tion d'ouverture que lorsqu'il est en position de.fermeture. ^insi, en position de fermeture de la vanne, son siège est protégé par son opercule de fermeture ainsi que par son coin de blocage et, en position l'ouverture, son siège est protégé par le prolongement de l'opercule et par le coin 6-e olocage. pG Bien entendu, le coin et l'opercule de fermeture sont liés en translation verticale à des organ-es ind.pendants cdaiandant l'ours d^lacGUônts v-artlcau:; et perr-eïtéoiû de décoincer et de recoincer 11 opère" l'â, -ssp c-cviTS-ent, avoir!; 3t après chacun de .■ 1. '--C 3- — yj tO • J>p .jc.iis la cas ..-a 3eu f";p 1 i c £./c ion ciu oX*cj:;.3uS ou .:z.z -'"-'"-S colonne de distill" .ion, ,-tilio.îiî-a 13 procédé i..no.x::..ê "^team-^ro.c".:inr!', ou _3 tout &u~re four » 1 ' opercule comporte, dans sa partie assurant; la fermeture de l'orifice d'entrée de la vanne, un alesage central borgne qui,. 40 d'axe longitudinal parallèle au sens d'écoulement des produits, BAD ORIGINAL 69 25638 2 2054522 communique avec un lDgément ménagé dans- le dit opercule et débouchant latéralement de ce dernier en vis-à-vis d'une tubulure de sortie prévue dans le corps de la vanne, afin de permettre l'évacuation des produits résultant du décockage de la colonne de dis-5 tillation ou du four, sans ouverture de la vanne„ ' Grâce à cet agencement, le décockage des installations disposées en amont de la vanne peut être effectué sans qu'il soit nécessaire de mettre cecte dernière en position d'ouverture, et en conséquence, sans qu'il soit nécessaire d'arrêter les appareils 10 ou installations places en aval, - En outre, la faculté d'effectuer le décockage sans ouverture de la vanne permet de réaliser ce décockage à des" températures bien supérieures à celles pratiquées jusqu'alors et qui étaient liraité-es par les possibilités des installations disposées en aval. 15 Cet avantage est très important car il permet d'effectuer l'opération de décockage sans attendre que le four ou la colonne de distillation soit arrêté, donc réduit considérablement les pertes de temps et conduit à un accroissement du rendement de l'ensemble. Avantageusement,*11 opercule est monté avec un jeu latéral 20 dans le'corps de la vanne et porte sur l'une de ses faces latérales une rampe inclinée qui, en fin de course de fermeture et en combinaison avec une rampe de pente opposée rapportée dans le corps de la vanne"plaque l'autre face latérale du dit opercule contre uri siège ménagé a l'extrémité interne de la tubulure de sortie pour 25 les produits décockés. L'invention sera de toute façon mieux comprise' à l'aide de la description' qui suit en référence au dessin scliémat-ique annexé, ..représentant, à titre d'exemples non-limitatifs, deux formes d'exécution de cette vanne. 30"' Figure l'est une vue -en perspective avec coupe partielle mon trant une première forme d'exécution de cette vanne» Jigure 2 est une vue de côté en coupe verticale montrant plus particulièrement l'opercule de fermeture en position de fermeture, figures 3 et 4 sont des vues respectivement en coupe suivant 35 3-3 et 4-4 de figures 4 et 3 montrant, à échelle plus agrandie, une a;:trs fcr'ne d'exécution de 1 'invention. lia vanne représentée à là figure 1 est essentiellement constituée par un corps tubùlaire 2 de section rectan;ulaire et comportant, sur deux de ses parois latérales opposées-, -deux tubulu-■+0 res, respectivement 3 èt 4, comportant- les orifices d'entrée et BAD ORIGINAL 69 25638 3 2054522 de sortie 5a et 4a. Selon l'invention, à l'intérieur du corps tubulaire 2 de la vanne, est disposé un opercule vertical se prolongeant, au-delà de sa partie assurant la feraeture de l'orifice d'entrée 5a, par 5 une partie 2§. û-3113 laquelle est ménagé un orifice 6 de section égale à celle de l'orifice d'entrée 5a nénagé dans la tubulure 5. Cet opercule est lié en translation verticale à une tige 2 pouvant être déplacée verticalement dans un sens ou dans l'autre par tout moyen connu. 10 En outre, selon l'invention, l'opercule £ est associé à un coin 8. Ce coin 8 comporte mie face plane verticale 8a disposée en vis-à-vis de la face arrière correspondante de l'opercule ^ et une face inclinée 8b qui, présentant une forte pente, vient prendre appui, en position de blocage, contre tin siège ^ ménagé dans 15 le corps de la vanne. Ge coin est également traversé de part en part par un alésage cylindrique horizontal 10 de diamètre égal au diamètre des orifices d'entrée et de sortie de la vanne. Snfin, ce coin 8 est lié en ."cranslation verticale à une tige de manoeuvre 1_2 pouvant être déplacée verticalement dans un sens ou dans l'autre. 2.0 Ainsi, lorsoue la vanne est en position de feraeture, comme représenté à la figure d, pour l'amener à sa position d'ouverture il suffit, dans un premier temps, de déplacer verticalement le coin dans le sens de la flèche 15, de figure 2, puis, dans un second temps, de déplacer l'opercule dans le même sens. Oet opercule 25 2 peut alors coulisser librement jusqu'à ce que l'alésage 6 de son prolongement 2& soit coazial aux orifices d'entrée .et de sortie 5a et 4a de la vanne. Lorsque la vanne est en position d'ouverture, la tige de commande 1_2 du coin o est alors actionnée, afin que ce coin se déplace dans le sens inverse le la flèche 1_5 et vienne 50 prendre appui contre son siège Ç, pour plaquer le prolongement de l'opercule £a contre le siège 14, prévu à l'extrémité intérieure de la tuoulure 5• iien entendu, rour amener l'opercule 2 de sa position d'ouverture à sa position ae fermeture, représenté a la figure il >5 suffit âo procéder de fr.oon iriverse» c'eot—à—dire ae dcbloquer le coin ■ y 1 ; 1 ..cer l'opercule 2 Z '•V---3 » afm, o_e _?e j^or^ior ceo ''2, ,l_L- ~ -X. •J.Lt. G -£ ~X c. # ZI L. ■ ■■.araî.t dès lors eue, -lu^lle . ue soit 1-' oositrcn d'ouverture ou 6-e fermeture occuose v.ar 1 * opercule 2» ce dernier est i-0- -jou:iOU2:*s .i:vaenu en oox- ;act contre -zoxi si^ -e 4, de sorte que bad original 69 25638 4 2054522 tout risque d1 encras s ement de ce siège est supprimée En outre, de façon connue, l'opercule 5 et le coin S comportent sur leurs faces venant en regard de leurs sièges, des rainures radiales, non représentées aux figures 1 et 2, destinées à 5 permettre le nettoyage des sièges correspondants par de la vapeur sous pression qui est amenée dans le corps tubulaire 2 et qui s'évacue par la tubulure de sortie 4» Oette vapeur empêche toutes particules charbonneuses ou goudronneuses de se déposer sur l'un quelconque des sièges ou sur l'opercule ou le coin, et permet 10 d'éviter tous les ennuis ou incidents de fonctionnement consécutifs au dépôt de ces particules» Dans une autre forme d'exécution, représentée aux figures 3 et 4,. l'opercule £ comporte dans sa partie "assurant la fermeture de la vanne, un alésage tronconique borgne 1J? qui, coaxial aux 15 orifices d'entrée et de sortie 3a et 4a, débouche dans un Ingénient borgne 15. Ce logement 15 débouche lïii.o même latéralement sur l'un des petits côtés de l'opercule 5 et en vis-à-vis d'une tubulure de sortie 12 rapportée sur la paroi correspondante du corps tubulaire 2. 20 Gomme le montre plus particulièrement la figure 4, la face latérale de l'opercule Jj? qui est opposée à celle venant en contact avec un siège 17a, ménagé à l'extrémité interne de la tubulure 17» comporte une rampe inclinée ou coin- 1j3„ En outre, le corps tubulaire 2 comporte, sur sa face interne en vis-à-vis de la face por-25 tant la rampe 18, une £ampe inclinée 19 qui est disposée dans la trajectoire de cette rampe et présente une pente opposée à celle de cette dernière0 Enfin, comme montré à la figure 4, l'opercule ^ comporte latéralement des pattes de guidage 20 qui ne sont pas directement en 30 contact avec les parois internes correspondantes du corps tubulaire 2, afin de laisser à cet opercule ^ un certain jeu latéral J. Ainsi , lorsque l'opercule £ est'déplacé dans le sens de la flèche 21 à la figure 4 pour être amené en position de fermeture, dès que la rampe 18 qu'il porte entre en contact avec la rampe 35 inclinée 1_9, cette dernière lui communique un déplacement transversal dans le sens de la flèche 22 et-l'applique avec étanchéité contre le siège 17a de la tubulure de sortie 17» A la fin de ce mouvement, 1?. logement 15 est directement dans le prolongement de la tubulure de sortie 12, comme illustré à la figure 4. 40 Bien entendu, pour assurer -1'étanchéité complète de la vanne, BAD ORIGINAL 69 25638 5 2054522 il faut déplacer le coin 8 dans le sens de la flèche 21_ pour faire plaquer l'opercule £ contre le siège 14, comme illustré à la figure 3. ■ ' La vanne ainsi réalisée, du-type à trois voies.à passage 5 direct, est particulièrement intéressante lorsqu'elle est appliquée au transfert des produits provenant d'une colonne de distillation ou d'un four. Ln effet, lorsqu'elle se trouve dans la position représentée aux figures 3 et 4, c'ést-à-dire en-position de fermeture, elle permet d'évacuer les produits provenant du 10 décockage de l'installation en aval de laquelle elle est disposée. Les produits de décockage arrivant dans la vanne par la' tubulure d'entrée 3 traversent directement l'opercule1 par l'alésage 1j? et le. logement 16 et sont automatiquement évacués par la tubulure 17» Get agencement de la vanne est particulièrement intéressant 15 puisqu'il permet de réaliser le décockage avec la vanne en position de fermeture alors que, jusqu'à présent, il était nécessaire de laisser la vanne en position d'ouverture, ce qui obligeait d'arrêter entièrement l'installation avant la réalisation du décockage. Avec la vanne selon l'invention, il-n'est pas nécessaire 20 d'arrêter entièrement la colonne de distillation pendant un temps assez long, de l'ordre de 3 à 4 jours. En effet, une réduction de la température régnant dans la colonne de distillation ou dans le four, réduction ne demandant que quelques heures-, est suffisante. Une telle vanne permet donc de réduire considérablement les 25" temps d'arrêt nécessaires au décockage de l'installation sur laquelle elle est installée et, en conséquence, permet d'augmenter considérablement le rendement, de cette installation. Comme le montrent plus particulièrement les figures 3 et 4, le corps tubulaire 2 est surmonté d'un boitier 25 comportant des -50 ailettes de refroidissement 2£ et une tubulure d'entrée 28 qui est raccordée à un réseau de vapeur* sous pression, à sa partie supérieure, le boitier 25 comporte des logements 29 p-our les presses étoupes destinés à assurer 1'étanchoité de la traversée des tiges de comnande ']_ et respectivement, de l'opercule 5 et. du coin 8. "JZ> De ''' co- connue, oes v-ei-jc Uires sont raccordées a aes dispositifs permettairc non représeiités/de leur* cosiiuni-uuer un mouvement de translation verticale. ,iinsi, lorsque la vapeur p^n^tre àaus la cavité interne du "ooitier 26 elle est couduiue au corps tubulaire 2 par l'intermé--i-0 diaire d'ouvertures 3Ç ménagées dans les brides, respectivement, BAD ORIGINAL 69 25638 6 2054522 de ce boitier 2b et du corps tubulaire 2 et passe ainsi dans le corps tubulaire 2 pour venir au contact de l'opercule 5 du coin 8 qui comportent, comme montré plus particulièrement à la figure 3, des rainures radiales 32„ Grâce à ces rainures 22, la 5 vapeur s'infiltre entre les différentes faces aes deux éléments précités et de leurs sièges resi^ectif s, et empèclie tous dépôts sux' ces faces « Enfin, le corps tubulaire 2 comporte à sa partie inférieure un boitier amovible 33. Ce boitier 33 est destiné à recevoir les 10 produits de décockage ou les particules "charbonneuses et goudronneuses qui ne s'évacueraient pas normalement par l'une des tubulures de sortie 4 ou 1_2„ Ce boitier. 33 peut être désolidarisé du corps tubulaire 2 pour être vidé des dépôts qu'il contient,' et cela, que la vanne soit en position d'ouverture ou de fermeture» 15 Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette vanne qui ont été décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application» BAD ORIGINAL 69 25638 7 2054522 —' . C^J ^ X J-i-l'U- 0^ o 'i. - Tanne à passa.,e direct pour canalisations de transfert de produits à haute température, du t;;pe de celles comportant un opercule coulissant à faces parallèles, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour protéger le siège de son opercule de 5 fermeture contre les actions nocives du fluide transféré, lorsqu'elle est en position d'ouverture. 2o - Vanne selon la revendication i, caractérisée en ce que, d'une part, cet opercule est utilisé en combinaison avec un coin pour son application sous pression contre son siège et, d'autre 10 part, cet opercule est muni d'un prolongement dans lequel est ménagé l'orifice de x>assage du produit transféré, de telle sorte qu'en position d'ouverture de la vanne, par suite du déplacement coulissant de l'opercule, cet orifice soit situé entre les orifices d'enti'ée et de' sortie de la vanne, le coin précité compor-15 tant lui-même un orifice identique permettant sa mise en position de blocage de l'opercule aussi bien lorsque ce dernier est en position d'ouverture que lorsqu'il es-c en position de fermeture. 5. — Vanne selon la reve?adication 1, caractéx^isée en ce que le coin et l'opercule de fermeture sont liés en translation ver-2c ticale à des organes indépendants commandant leurs déplacements verticaux et permettant de décoincer et de recoincer l'opercule, respectivement, avant et après chacun de ses déplacements. 4. - Yanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'opercule comporte, dans sa partie assurant la fermeture de l'o- 25 rifice d'entrée de la vanne, un alésage central borgne qui, d'axe longitudinal parallèle au sens d'écoulement des produits, commu- : nique avec un- lDgêment ménagé dans le dit opercule et débouchant latéralement de ce dernier en vis-à-vis d'une tubulure de sortie prévue dans le corps de la vanne, afin de permettre l'évacuation 30 des produits résultant du décockage de la colonne de distillation ou du four, sans ouverture de la vanne. 5. - Vanne selon les revendics.tioiis 1 et 4, caractérisée en ce que l'opercule est monté avec un Jeu latéral dans le corps de la vanne et porte sur une de ses faces latérales une rampe incli-:: née qui, en fin de course de fermeture et en combinaison avec une J' rampe de pente opposée rapportée dans le corps de la vanne, plaque l'autre face latérale du dit opercule contre un siège ménagé à l'extrémité interne de la tubulures de sortie pour les produits décockés. 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