Brevet FR2363042A1 — publié le 19780324

La présente invention concerne une vanne à obturateur sphérique, manoeuvre d'un quart de tour, présentant plusieurs particularités dues aux sièges, au corps tubulaire, à l'axe de commande autoclave, et à un dispositif de réglage de débit. Les types les plus courants de telles vannes, comportent actuellement un boisseau sphérique placé entre deux sièges plastiques, tels que nylon ou poly tetrafluoretylène. Or ces sièges ont un volume et un profil tels qu'ils sont sujets à des déformations résiduelles par compression, par une température élevée ou par le froid en utilisation cryogénique provoquant ainsi des fuites. En outre ces vannes ne permettent pas de réglage de débit. Les dispositifs suivant l'invention permettent d'éviter ces inconvénients Les sièges ont un volume et un profil étudiés de façon qu'ils s'adaptent à la compression sans fluage, et qu'ils ne subissent que de faibles déformations surtout dans les cas de haute température (+ 2000 c) ou de basses températures (utilisation cryogénique -190"C). Les seules contraintes reflco-- trées sont des contraintes de traction ayant tendance à écarter l'extremité des sièges par fléchissement, mais qui sont contrebalancées par les contran tes internes de la matière plastique elle meme. En conséquence et liées à la forme et à la dimension des sièges, ces contraintes n'excèdent pas la limite d'élasticité et on obtient après utilisation un retour intégral au profil d'origine. L'ensemble ainsi prévu, boisseau, sièges et corps tubulaire, permet une accumulation plus large des tolérances de fabrication, une facilité de montage, sans charge d'appui exégérée entre sphère et sièges. Pour permettre le positionnement parfait de la sphère par rapport aux sièges, tant en position ouverture que fermeture le levier de commande comporte une butée réglable. L'axe de commande de la sphère est équipé drun dispositif 'autoclave" pour sécurité en cas d'incendie. Dans le cas de vannes de grand diamètre ou la sphère et les sièges sont soumis à des pressions latérales importantes, la sphère est maintenue d'une part par j1 axe de commande supérieur et par le pivot inférieur, qu'il s'agisse de vanne avec papillon de réglage de débit ou non, de telle façon que les sièges ne subissent que le minimum de contrainte de compression. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une vanne à boisseau sphérique suivant l'invention. La figure 2 est la coupe transversale montrant la vanne avec son corps tubulaire, l'axe de commande et le système "autoclave". La figure 3 est une vue fragmentaire montrant un siège avant montage. La figure 4 est une vue similaire à la figure 3 mais montrant la dispo sition d'un siège et de la sphère au montage. La figure 5 est une coupe partielle du siège aval en cours de fonctionnement La figure 6 est une vue en plan montrant le réglage du levier de comman de pour positionnement " ouverture" et 'Rermeture La figure 7 est la coupe longitudinale du corps de vanne avec enveloppe de r échauffage. La figure 8 est la coupe transversale du corps avec raccord 3 pièces pour circuit de réchauffage La figure 9 est la coupe transversale montrant un dispositif de réglage de débit par papillon. La figure 10 est une coupe partielle longitudinale. La figure 11 représente le principe de réglage par papillon dans la sphère. En se référant à la fig 1 - planche 1 - 3, la vanne suivant l'invention se compose d'une façon générale d1un corps tubulaire (1) formant chambre dans laquelle est installé l'obturateur sphérique (2) maintenu entre 2 sièges (3), les flasques (4) étant fixées de façon démontable aux deux extremités du corps tubulaire (1). Les joints (5) assurent l'étanchéité entre le corps (1) et les flasques (4). L'étanchéité de l'axe de commande (6) est assuré par deux joints repère (7) maintenu par le fouloir (8) la rondelle (9) et l'écrou (10). C'est un dispositif type "autoclave". En cas d'incendie intérieur les joints (7) fondent sous l'effet de la température, l'axe (6) vient alors se plaquer dans le fond du logement du corps (1).Le levier de manoeuvre (11) fixé par une goupille (16) sur l'axe (6) comporte à une extremité un réglage des positions 'ouverture" et "fermeture" une butée réglable (12) maintenue par un écrou (13) prenant appui sur les flasques (4). Les parties constitutives de la vanne sont assemblées-etmaintenues par 4tirants (14) avec écrous (15). Le corps (1) figures 7 et 8 - planche II - 3, a la particularité par usinage de sa forme tubulaire de lui permettre l'adaptation extérieure d'une enveloppe (18) pour réchauffage à très haut rendement du fluide transporté. Admission et sortie sont assurés par raccordements 3 pièces (19). Cette adaptation permet d'utiliser les flasques standart (4) sans modificaution. Un autre dispositif figures 9 - 10 - et 11 résoud d'une manière simple et efficace le problème de réglage de débit Le dispositif décrit ci-après répond à ce besoin tout en évitant un décalage prolongé de la sphère, une empreinte du rebord de cette dernière sur le siège pouvant créer une fuite. L'appareil ainsi conçu peut remplacer les vannes à opercule, à clapet, àp.9;i-telu, encombrantes et onéreuses. Le montage comporte un papillon (19) fixé par rivetage (20) sur l'axe de commande (21) maintenu par le presse-étoupe (22) l'étanchéité étant assurée par les joints (28). Le levier de réglage (23) est maintenu dans la position de réglage désiré par l'enclencheur (24) qui bascule sur un axe (25). La lame ressort (26) maintient la pression nécessaire à l'enclenchement. La sphère (2) est solidaire de l'axe (21) par la bague (29) l'ensemble étant alors bien maintenu en position et résistant parfaitement aux sollicitations latérales. Ce principe offre une double fonction, maintien de la sphère et réglage de débit. Le dispositif, objet de l'invention, peut etre avantageusement utilisé là ou la durée de vie est nécessaire, et la ssureté d'utilisation indispensable, sa fiabilité découle de sa simplicité et de son système d'étanchéité pour toutes les applications de la pétro-chimie entre autres. REVENDICATIONS 1"- Vanne à boisseau sphérique, manoeuvre 1/4 de tour caractérisé par un corps tubulaire, l'intérieur formant chambre, l'extérieur étant prévu pour adaptation d'une enveloppe de réchauffage. 2"- Vanne suivant la revendication 1, caractérisée par un obturateur sphérique maintenu entre deux sièges en polytetrafluoretylène formant étanchéité. 30 Vanne suivant les revendications 1 et 2 caractérisée par le volume et le profil des sièges formant étanchéité entre la sphère et les nasques. 40 Vanne suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisée par un axe de commande du type "autoclave" assurant l'étanchéité par 2 joints de presse étoupe opposés, et par un système de réglage des positions ouverture et fermeture. 5"- Vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée par l'assemblage de tous les organes par uniquement 4 éIém-ts de serrage. 69- Vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée par un papillon de réglage de débit et par un pivot inférieur de maintien de la sphère.