Brevet FR2325866A1 — publié le 19770422

La présente invention, due aux travaux de Monsieur François TARTARAT BARDET, concerne un obturateur à tiroir destiné à créer, entre deux enceintes, ou dans un circuit de produits, un moyen d'isolement présentant-une perte de charge négligeatle en position ouverte, et une excellente étanchéité, en position fermée, résistant au passage répété de produits portés à haute température. Dans de nombreuses opérations chimiques ou métallurgiques, on est amené à introduire dans une enceinte ou à en retirer, en cours d'opération, soit des parties d'appareillage, soit des produits, sans modifier l'atmosphère existant dans ladite enceinte. Pour cela, on utilise, de façon habituelle, un sas séparé de l'enceinte par un moyen d'isolement dont l'orifice est d'une dimension suffisante, en position ouverte, et qui présente une étanchéité aussi élevée que possible en position fermée. Cette dernière condition est difficile à réaliser lorsque les conditions qui règnent dans l'enceinte sont particulièrement sévères : vide poussé, température élevée, présence de produits agressifs. Différents modes de réalisation d'un tel moyen d'isolement ont déjà été décrits. II s'agit le plus souvent de vannes dont l'obturateur se dégage latéralement par glissement, à la façon d'un tiroir. C'est le cas, notamment, dans les brevets français 1 151 194, du Commissariat à l'énergie Atomique, i 172 274 de Power Gas Corporation, 1 295 555, de la Société d'Electrochimie, d'Electrométallurgie et Aciéries Electriques d'Ugine, dans le brevet néerlandais nO 83 640, de O.J. Zimmermann. Tous ces dispositifs ont, en commun, le défaut d'une grande complexité de construction, et d'un maniement délicat qui en font des objet de laboratoires, inutilisables dans la pratique industrielle courante, en raison, notamment, de la faible durée de vie des joints d'étanchéité qui sont, très rapidement, brûlés par le rayonnement provenant de l'enceinte portée à haute température, et, de toutes façons, souillés et plus ou moins détér-iorés par les produits entrant ou sortant de sorte qu'après quelques manoeuvres, I'étanchéité est tout à fait illusoire. La présente invention permet de s'affranchir de ces inconvénients et permet, avec des moyens simples, un fonctionnement très sûr et fiable sur une longue période de temps et pour un nombre de manoeuvres très élevé. L'obturateur à tiroir, objet de l'invention, comporte essentiellement un tiroir glissant, un corps étanche dans lequel peut se déplacer le tiroir, et des moyens de fixation sur l'appareillage auquel il s'intègre. II est caractérisé en ce que l'étanchéité est assurée par des joints élastomères gonflables logés dans une gorge, appuyant fortement sur le tiroir lorsqutils sont gonflés et se rétractant dans la gorge lorsqu'ils sont dégonflés. Cette disposition permet d'assurer l'étanchéité même lorsque le tiroir est dé formé ou rayé. Un ou plusieurs segments racleurs permettent en outre, de nettoyer l'obturateur lors de ses mouvements de translation, ce qui évite de souiller et de détériorer les joints par des produits qui circulent dans l'appareillage au quel l'obturateur est intégré. Les figures et l'exemple qui suivent, permettront de mieux expliciter la construction et e fonctionnement de i'obturateur à tiroir. La figure I représente une vue en coupe et la figure 2 une vue en pian. Sur la figure 1, ia partie haute (ou amont) de l'obturateur est à gau che, la partie basse (aval) est à droite. Les produits circulent dans ie sens des flèches, de l'amont vers l'aval. Les figures 3, 4 représentent les détails des joints d'étanchéité, en position d'obturation (fig. 3) et en position de retrait (fig. 4) pour la manoeuvre du tiroir, ainsi que le segment racleur. L'obturateur à tiroir, qui est normalement constitué par un matériau métallique, tel que de l'acier, comporte un corps (1) constitué par une plaque supérieure (2) et une plaque inférieure (3) laissant entre elles un espace vide (4) dans lequel va s'effectuer le mouvement du tiroir (5). Une pièce annulaire (6) réunit de façon étanche les plaques supérieure (2i et inférieure (3). L'assemblage peut être effectué par soudure, mais il est particulièrement avantageux de munir la pièce annulaire (6) de joints d'étanhé- ité, tels que des joints toriques (7) disposés dans des gorges (8), et de réa liser l'assemblage au moyen des boulons (9) disposés, en nombre suffisant, sur le pourtour des plaques supérieure (2) et inférieure (3), ce qui permet un montage et un démontage aisés de l'ensemble de l'appareil. Ces plaques (2) et (3) com portent, en outre, un orifice central (10) et des moyens de fixation, tels que les brides (11), à l'appareillage auquel ledit obturateur à tiroir s'intégrera. Ce corps Cl), tel qu'il vient d'être décrit, peut également comporter des moyens de refroidissement tels que les chambres à eau annulaires (12). Le tiroir (5) comporte une partie pleine (13) qui assure la fonction "obturation" et une partie munie d'un orifice circulaire (14) dont le diamètre correspond sensiblement au diamètre de l'orifice centrale (10) du corps de l'obturateur et qui assure la fonction "passage". Sur la figure 1, le tiroir est en position d'obturation. Le déplacement du tiroir est commandé par la tige (15), mise en mouvement par tout moyen connu, manuellement ou parut dispositif commandé, hydrau lique, pneumatique ou électromagnétique. Le passage de la tige (15) dans la pièce annulaire (6) est rendu étanche, de façon connue, par exemple, par le joint (16). L'étanchéité entre l'amont et l'aval de l'obturateur à tiroir est obtenue au moyen des joints (17) logés dans la gorge (18) et qui sont constifués par un boudin creux, en élastomère, relié, au moyen de la conduite (19), à un dispositif, connu en soi, permettant de créer une pression ou une dépression à l'intérieur du joint (17) de façon à l'appuyer fortement contre le tiroir (5), en position fermée, et à le faire rentrer dans la gorge (18) lors de la manoeuvre du tiroir. En réglant ia dépression, on peut obtenir un retrait plus ou moins important, ce qui permet de mettre le joint à l'abri au fond de la gorge, lorsque le tiroir est particulièrement chaud. Il est également possible de prévoir un double joint concentrique, comme celà apparait à la partie inférieure de la figure 3, pour parer à une défaillance éventuelle de l'un des joints. Sur les figures 3 et 4, la face d'appui des joints d'étanchéité (17) est munie de cannelures (21). Cette disposition n'est pas indispensable, mais, à l'usage, elle s'est révélée favorable au maintien prolongé de l'étanchéité. Le segment racleur (20) permet d'assurer un nettoyage efficace du ti- rois(5) lors de son mouvement de translation. Le segment racleur (20) peut reposer sur le tiroir (5) par son propre poids. II peut également être appliqué au moyen de tout dispositif élastique connu. Le segment racleur (20) peut être constitué par un élastomère tel que le polytétrafluorocarbone ou par un métal doux tel que le cuivre ou ie bronze. II est possible de prévoir un deuxième segment racleur pour la partie inférieur de l'obturateur. Mais, en pratique, cela s'est rarement avéré nécessaire. Une tubulure (22) permet de faire le vide dans le corps (4) et de con trôler ainsi l'étanchéité de l'obturateur, aussi bien lors de son assemblage qu'en cours de travail. Exemple : Un obturateur à tiroir, construit conformément à la description et aux figures qui précèdent, avec un diamètre de passage de 170 mm, a été mis en place sur un four de traitement sous vide de produits métallurgiques. II était traversé, à chaque manoeuvre, par des billes de 15 à 20 mm de diamètre, portées à 1100 C, et circulant dans le sens des flèches de la figure 1 (du haut en bas). Le taux de fuite, que l'on a mesuré, entre amont et aval, était de l'ordre de 3.10 5 Torr-litres/seconde. On a du procéder au remplacement du joint d'étanché- ité supérieur, après un nombre de manoeuvre proche de 50.000. Le joint inférieur, qui travaille da:s des conditions moins sévères, n'a subi aucune détérioration. REVENDICATIONS 1/ Obturateur à tiroir destiné à créer entre deux enceintes ou dans un circuit de produits un moyen d'isolement présentant une perte de charge négligeable en position ouverte et une excellente étanchéité en position fermée, résistant au passage répété de produits portés à haute témpérature, caractérisé en ce que ltétanchéité est assurée par des joints gonflabes, logés dans une gorge, appuyant fortement sur le tiroir lorsqu'ils sont gonflés et se rétractant dans la gorge lorsqu'ils sont dégonflés. 2/ Obturateur à tiroir, selon revendication 1, caractérisé en ce que au moins un segment racleur assure le nettoyage du tiroir lors de ses mouvements de translation, de façon à éviter que les produits manipulés viennent souiller ou détériorer les joints d'étanchéité.