Brevet FR2230907A1 — publié le 19741220

La présente invention a trait à des perfectionnements apportes aux vannes à passage direct et notamment à celles utilisées sur des circuits à très haute pression. Lorsqu'on doit insérer des vannes dans un tel,circuit dont la pression est e l'ordre de 2.GGQ bars, on se heurte à des diffi- cuités pour leur manoeuvre du fait que la pression qui s' applique sur l'organe d'obturation tend à contrarier son déplacement soit dans le sens de l'ouverture, soit dans celui de la fermeture. Ces difficultés apparaissent aussi bien pour les vannes dont les orifices d'entrée et de sortie sont dans le prolongement l'un de l'autre puisqu'alors le tiroir fléchît sous la pression amont, que pour celles dont les orifices sont décalés puisqu'alors la pression amont s'applique sur l'extrémité de l'organe d'obturation de sorte que son déplacement axial à l'encontre de la pression du fluide se trouve fcrtement contrarié. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à ces inconvénients et à permettre la réalisation d'une vanne à passage direct pour fluide à très haute pression dans laquelle l'organe ou tiroir d'obturation soit équi libr é hydrauliquement. La vanne suivant l'invention est principalement remarquable en ce qu'elle comprend un tiroir d'obturation dont l'une des extrémités est agencée en forme de clapet qui repose sur un siège pour assurer la fermeture de cette vanne, ledit tiroir comportant un canal issu de son extrémité munie du clapet et qui débouche dans une chambre annulaire prévue dans le corps de la vanne et située à l'arrière d'une tête intermédiaire prévue sur ce tiroir par rapport à l'extrémité considérée de celui-ci, tandis que ledit tiroir est associé des moyens susceptibles de le déplacer axialement0 Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer La figure unique du dessin est une coupe longitudinale de la vanne suivant I1 invention. Cette vanne comprend un corps 1 présentant en section transversale tar exemple une forme carrée et qui est creusée de deux alésages axiaux étagés 2, 3 qui déterminent entre eux un épaulement @ L'alésage 2 est creusé à partir de la face supérieure la du corps 1 tortis que l'alésage 3 qui lui fait suite, se prolonge en direction opposée par une perforation 5 à plus faible diamètre qui est raccordée avec cet alésage 3 par un siège conique 6. La perforation 5 communique avec n trou 7 qui lui est perpendiculaire et qui débouche sur l'une des faces latérales 1c du corps 1 par une partie filetée 8. IL partir de la face 1d du corps 1 op;ose'e à celle 1c on perce un trou 9 communiquant avec l'alésage 3 et qui est orienté paral lèlement au trou 7 précité. Ce trou 9 débouche sur la face 1d du corps 1 par une partie filetée 10. On engage dans l'alésage 3 un tiroir Il dont l'extrémité 11a prévue conique comporte un angle ri'ouverture égal à celui du siège 6. Ce tiroir présente une forme générale cylindrique dont le diamètre correspond, au jeu près, à celui de l'alésage 3 ; il comporte en outre dans sa parie médiane une tête 12 dont le diamètre est identique, toujours au jeu près, à celui de l'alésage 2. L'extrémité llb du tiroir opposée à celle 11a est filetée pour des raisons qu'on expliquera mieux plus loin. On notera que la tête 12 est munie de deux gorges 12a destinées à recevoir chacune un joint approprié 13 tandis que de part et d'autre de cette tête le tiroir est pourvu de @orges 11c, 11d, dans chacune desquelles est situé un joint adéquat 14. Un manchon tubulaire 15 est engagé, sans jeu notable, dans l'alésage 2, sa perforation axiale étant d'un diamètre tel qu'elle puisse recevoir à coulissement le tiroir 11. Ce manchon 15, prévu d'une longueur inférieure à celle de l'alésage 2, comprend une col leete extrême 15a dont la face annulaire inférieure repose sur la face la du ceps 1. Ce manchon est maintenu axialement par un chapeau 16 associé à la face la précitée et que le tiroir Il traversa. Ce chapeau présente sur sa face externe transversale, un lamage 17 à partir du fond duquel est creusée une rainure longitudinale 18 débouchant sur sa longueur dans l'alésage axial dudit chapeau et dans laquelle vient se placer la partie dépassante vcrs l'oeftérieur d'une vis sans tête 19 solidaire du tiroir 11 et orientée radialement par rapport à lui. On notera que l'alésage 2 est pourvu au droit du manchon 15 de gorges annulaires 20 dans chacune desquelles est placé un joint d'étanchéité 21. Un embout 22 est vissé sur l'extrémité 1b du tiroir Il et il présente une collerette externe 22a de diamètre légèrement inférieur a celui du lamage 17 et dont l'une des faces annulaires coopère avec une rangée de billes 23, qui reposent sur le fond du la mage 17 tandis que l'autre face reçoit une autre s rie de billes 24 maintenues en place par un couvercle 25. Ce dernier, ainsi que le chapeau 16 sont percés de perforations lisses destinées au passage du corps de vis 26 venant s'engager dans des trous taraudés île pratiqués axialement dans le corps 1, la tête desdites vis pre- nant appui sur la face externe du couvercle 25.L'embout 22 est réuni à un organe de manoeuvre, non représenté, susceptible de le déplacer an-aulairement dans un sens et dans l'autre. On notera enfin que le tiroir Il présente une perforation longitudinale borgne 27 prenant naissance au centre de la face extrême de son extrémité lla et qui se termine à l'arrière de la tête dudit tiroir, par rapport à l'extrémité considérée. Un canal radial 28, fait communiquer la perforation 27 avec l'extérieur du tiroir 11. Le volume engendré par le manchon 15, l'alésage 2, le tiroir 11 et sa texte 12, détermine une chambre d'équilibrage 29 dans laquelle débouche le canal 28. On a soin de déterminer le diamètre de la tête 12 de telle manière que la section annulaire de la chambre 29 soit égale à celle de l'alésage 3. Le fonctionnement est le suivant Chaque partie taraucée 8 et 10 est raccordée de manière étanche à une canalisation 30, 31. On supposera que les canalisations 30 et 31 correspondent respectivement à l'amont et à l'aval autrement dit l'extrémité considérée du tiroir qui s'applique contre le siège 6 isole un fluide sous haute tension arrivant par la canalisation 30. La pression régnant dans cette canalisation s'applique dans la chambre 29 et en raison de l'égalité des sections le tiroir est en équilibre. Seule la force excercée par l'embout 22 permet de maintenir l'extrémité 11a du tiroir contre le siège 6. L'ouverture de la vanne s'effectue donc sans effort excessif sur l'embout 22, de même d'ailleurs que la fermeture. Etant donné la présence ae la vis 19 qui évite toute rotation du tiroir 11, celui-ci est toujour n contact avec les mêmes points du siège 6 de sorte que l'étanchéité est parfaite. @i@n entendu, on a prévu une prforation ,2 susceptible d'éva- cuer les fuites s'effectuant le long du tiroir. Il dot d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement i domaine Ce l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les 0Q-ZOils d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1. Vanne à passage direct du genre comportant un tiroir se déplaçant axialement dans un corps en vue de faire communiquer deux passages creusés dans ce dernier, caractérisée en ce qu'elle compte des moyens d'équilibrer hydrauliquement le tiroir par rapport à la poussée que le fluide exerce sur ce dernier. 2. Vanne suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'un des passages débouche sous l'extrémité du tiroir tandis que l'autre entoure celui-ci. 3. Vanne suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le tiroir comporte une tête intermédiaire de plus grand diamètre pouvant se déplacer dans un alésage approprié creusé dans le corps et qui est partiellement refermé par une bague tubulaire déterminant une chambre annulaire à l'arrière de cette tête par rapport à l'extrémité du tiroir en contact avec le fluide sous pression. 4. Vanne suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'un canal, creusé dans le tiroir, fait communiquer la chambre annulaire et l'extrémité de ce tiroir qui est en contact avec le fluide sous pression. 5. Vanne suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la section droite de la chambre annulaire est égale à celle de l'extrémité du tiroir qui est en contact avec le fluide sous pression. 6. Vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée encre que l'extrémité du tiroir qui est en contact avec le fluide sous pression est prévue conique en vue de coopérer avec un siège de même forme pratiqué dans le corps de la vanne. 7. Vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tiroir comporte des moyens de le rendre fixe angulairement tout en lui permettant de se déplacer axialement. 8. Vanne suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'on prévoit des moyens pour déplacer axialement le tiroir. 9. Vanne suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens pour déplacer le tiroir sont constitués par un écrou axialement fixe mais mobile en rotation et qui coopère avec un embout fileté prévu à l'extrémité du tiroir opposée à celle qui est en contact avec le fluide. 10. Vanne suivant l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisée en ce que des joints d'étanchéité sont prévus dans eu orges creusées dans le tiroir et dans sa tête, et dans le corps ce la vanne, les fuites éventuelles étant évacuées à l'e térieur par un canal approprié.