Brevet FR2398942A1 — publié le 19790223

La présente invention concerne les vannes et plus particulièrement les vannes de hautes performances comme celles qui sont utilisées sur des canalisations véhiculantes des fluides corrosifs ou radioactifs. Des vannes permettant de résoudre les problèmes posés par ces fluides existent depuis quelque temps. La demanderesse en commercialise une qui a fait l'objet d'un brevet français numéroté 1 492 082. Ce brevet a trait plus spécifiquement à un dispositif de cpmmande des opercules de vannes ayant des sièges parallèles. Les opercules sont appliqués ou éloignés de leurs sièges respectifs au moyen de biellettes obliques agissant par poussées sensiblement sur le centre des opercules. Ce dispositif comprend en outre une tige de commande reliée aux opercules par I'intermédiai- re d'une pièce surbaissée d'une quantité voisine du rayon des opercules. Cette pièce surbaissée est cependant guidée latéralement par des glissières, pour bien entendu soustraire l'ensemble mobile commandé par la tige a la poussée du fluide parcourant la canalisation devant etre obturée ou non par la vanne. Plus précisément, la structure de la vanne est formée par un corps supportant généralement une trompette dont 11 extrémité est obturée de façon étanche par un couvercle presse-étoupe associé à un soufflet d'étanchéité. La tige de commande traverse ce couvercle par le presse-étoupe, et son extrémité est solidarisée au fond d'un pot qui reçoit sur ses bords supérieurs l'autre extrémité du soufflet. Le soufflet entoure et emprisonne ainsi la tige de commande en l'isolant très sflrement du fluide. Ainsi le presseétoupe n'entre jamais théoriquement en contact avec ce fluide et peut donc être d'une réalisation relativement simple. Le pot qui se trouve à l'intérieur du corps de la vanne supporte extérieurement des bras > des patins de guidage et des tourillons sur lesquels s'articulent des biellettes attelées à des oreilles réalisées sur les opercules. La vanne qui vient d'être décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante : il est tout d'abord supposé qu'elle se-trouve en position ouverte. Dans cette condition, la tige est généralement dans une position dite haute, le soufflet d'étanchéité est comprimé, et les deux opercules sont posés par leur simple poids contre la paroi extérieure du pot. L'ensemble des opercules et du pot étant remonté dans la trompette de façon à ce qu'il soit en dehors du passage du fluide. Quand la vanne doit être fermée, la tige est descendue. Après une certaine translation de la tige, les bords des opercules viennent butter contre une partie du corps de la vanne pour se trouver juste en regard de leur siège respectif mais nullement au contact de ceux-ci. A partir de cette première position, la tige est translatée d'une quantité supplémentaire pour continuer à abaisser le pot. Les opercules ne pouvant se translater, les biellettes les poussent contre leur siège pour assurer l'étanchéité. Ces biellettes s'écartent pendant cette seconde partie de la translation du pot en tournant autour des tourillons. Bien entendu, pendant toute cette translation5 d'une part le soufflet d'étanchéité s'alonge autour de la tige pour réaliser autour de celle-ci une chambre isolée du fluide et, d'autre part, les patins de guidage glissent dans les glissières réalisées dans le corps de la vanne pour guider le mouvement de descente du pot et des opercules. Une vanne telle que celle qui vient d'être décrite et expliquée ci-avant répond parfaitement à la fonction qui lui est impartie, notamment d'assurer une parfaite étanchéité entre las opercules et les sièges, et donc d'assurer la fonction de vanne d'isolement dans les usines de séparation isotopique. Cependant, du fait de leur importance dans le fonctionnement d'une telle usine, ces vannes doivent être surveillées régulièrement, notamment les soufflets, les biellettes et tous les éléments dynamiques essentiels qui assurent le bon fonctionnement de la vanne. Avec les vannes connues, pour effectuer ces interventions, il est presque nécessaire de démonter complètement la vanne et même de l'enlever de la conduite sur laquelle elle est montée. De telles interventions sont donc incontestablement préjudiciables à la bonne marche d'une usine comme celle de la séparation isotopique ; en effet, cela revient presque à un arrêt total de celle-ci. La présente invention a pour but de réaliser une vanne qui permette des interventions à l'intérieur de leur corps en toute sécurité, et d'assurer toutes les vérifications nécessaires, sans être obligé de démonter complètement la vanne, et donc d'éviter l'inconvénient par exemple de l'arrêt complet d'une usine. Plus particulièrement, la présente invention a pour objet une vanne comprenant un corps, deux tubulures raccordées au dit corps, au moins un siège réalisé sur une extrémité d'une desdites tubulures à l'intérieur dudit corps, un opercule, un support, des moyens de liaison entre ledit support et ledit opercule, une tige, des moyens de fixation de ladite tige en déplacement sur ledit support et des moyens pour commander ladite tige pour entratner ledit support en déplacement, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens enclenchables stables pour créer au moins une première force quand ledit opercule est amené en regard dudit siège de façon à appliquer et maintenir ledit support contre au moins une butée solidaire dudit corps, ladite butée étant apte à créer une seconde force de réaction à ladite première force. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif dans lesquels - les figures 1 et 2 représentent suivant deux coupes perpendiculaires un mode de réalisation d'une vanne selon l'invention. Les deux figures représentant la même vanne suivant respectivement deux coupes perpendiculaires, les références des différents éléments composant cette vanne devront être pris dans la description ci-après, indifféremment dans l'une ou l'autre des figures, sachant qu'une seule référence désigne le même élément. La vanne illustrée sur les deux figures comprend un corps 1 avec, suivant un même axe, deux tubulures 2 et 3, une tubulure d'entrée et une tubulure de sortie. L'exemple donné est une vanne symétrique c'est-à-dire qu'elle peut être indifféremment parcourue par un fluide dans les deux sens. Le corps 1 de cette vanne est surmontée d'une trompette 4 délimitant une chambre supérieure 5 dont la hauteur est sensiblement supérieure au diamètre des tubulures 2 et 3. L'extrémité 6 de la trompette 4 est bouchée par un couvercle 7 comportant un couvercle presse-étoupe 8 qui, sur le mode de réalisation illustré, est réalisé d'une façon composite de plusieurs pièces, 9, 1O, etc. Les deux tubulures 2 et 3 débouchent à l'intérieur du corps de la vanne pour former sur leur face externe, à l'intérieur de ce corps, respectivement deux sièges 11 et 12. La vanne illustrée comprend bien entendu un dispositif d'obturation composé essentiellement d'une tige de commande 13, -d'un support en forme de pot 14, de deux opercules 15 et 16 reliés au pot par des moyens 17 qui seront explicités ci-après-et d'un soufflet d'étanchéité 21. La tige de commande 13 est d'une réalisation classique en matière de vanne, elle traverse le presse-étoupe, pour venir plonger à l'intérieur de la chambre 5 et est suffisamment longue pour venir en se déplaçant en translation jusque dans le fond du corps de la vanne. L'extrémité 18 de cette tige de commande est fixée à un embout 19 sur lequel est usinée une batonnette 20. Le soufflet d'étanchéité 21 entoure la tige de commande 13 en étant fixé d'une part par une de ses extrémités sur le couvercle 7 autour du presseétoupe 8 et d'autre part à son autre extrémité sur l'embout 19 autour de la tige 13. Le dispositif d'obturation comprend aussi le pot 14 d'une hauteur sensiblement égale au diamètre des opercules 15 ou 16. Dans le fond de ce pot 14 est réalisée une butée angulaire 23 avec laquelle peut venir coopérer la batonnette 20, comme le montre la figure 1, à part, sur la droite de la coupe de la vanne. La paroi extérieure 22 du pot 14 porte deux paliers 24 et 25 diamétralement opposés suivant un axe perpendiculaire à 11 axe des tubulures 2 et 3. Autour de ces deux paliers peuvent pivoter respectivement deux paires de biellettes 26, 27 et 28, 29. Chaque paire de biellettes supporte de part et d'autre du pot respectivement une pièce en forme de joug 30 et 31. Chaque joug porte en son milieu un picot 32, 33 - pouvant librement se déplacer dans un orifice 34, 35 du joug -. Ce picot est fixé à une extrémité au milieu d'un opercule et comporte à son autre extrémité un épaulement 38, 39 pouvant venir buter contre lé joug. -Un ressort 36, 37 est placé autour de chaque picot 32 et 33 entre les opercules et les jougs pour maintenir les opercules le plus éloignés des jougs. Le pot 14 qui se translate dans le corps de la vanne sensiblement perpendiculairement au sens d'écoulement du fluide traversant la vanne est guidé latéralement par des glissières diamétralement opposées 40-41 réalisées sur la paroi intérieure du corps L de la vanne. Avec ces glissières cooperent des patins de guidage 42-43 qui sont solidaires du pot 14. L'ensemble des glissières et patins de guidage permet ainsi de soustraire l'ensemble mobile, c'est-à-dire essentiellement la tige de commande, le pot et les opercules, à la poussée du fluide lorsque la vanne commence à être ouverte. Enfin, le pot 14 peut venir en butée contre le fond du corps 1 de la vanne contre, par exemple, deux parties en saillie 44, 45. La vanne décrite selon l'invention fonctionne de la façon suivante il est toutd'abord précisé que l'explication du fonctionnement de cette vanne sera donnée en partant de sa position ouverte et que dans cette des cription du fonctionnement de la vanne apparattront ainsi d'autres caractéristiques. a position ouverte de la vanne est représentée sur la figure 1 pointillés. Dans cette position, les deux opercules, sous l'action de leur poids amènent les deux jougs respectivement au contact de la paroi extérieure du pot 14, de ce fait, la distance séparant les deux surfaces des deux opercules devant venir coopérer avec les deux sièges, est inférieure à la distance séparant les deux sièges 11 et 12 réalisés aux deux extrémités des tubulures 2 et 3. Quand la tige 13 est entrainée en translation pour descendre vers le fond du corps 1 de la vanne, les deux opercules viennent très librement dans un premier temps en regard de leur siège respectif en butant contre les parties 46 et 47 réalisées dans le fond du corps de la vanne. Dans cette première translation l'ensemble des biellettes reste toujours dans la même position angulaire que celle qui est représentée en particulier en 48 sur la figure 1. Lorsque les deux opercules sont venus au contact des parties 46-47, la tige 13 continue à être poussée de façon à continuer le mouvement de translation du pot 14 vers le fond du corps de la vanne pour qu'il vienne au contact des butées 44 et 45. Dans ce mouvement suppldmentaire de translation de la tige , les opercules sont appuyés contre leur siège par l'arc-boutant des biellettes qui passent par une position co-linéaire avant de se placer en position sensiblement inverse 49 de celle représentée en 48. Pour que ces biellettes passent relativement facilement dans cette seconde position 49, les ressorts se compriment et les jougs se déplacent par rapport aux picots. Dans cette position, les biellettes prennent une orientation de façon que l'angle qu'elles forment avec la direction de translation descendante de la tige 13 soit légèrement supérieur à l'angle de 900 . Ainsi les ressorts pris en sadwich entre les opercules et les jougs qui sont quand même compressés transmettent d'une part une force pour appliquer parfaitement les opercules contre le siège et d'autre part, une autre force de reaction transmise par les biellettes sur les paliers respectifs 24 et 25. L'orientation de ces biellettes donnent naissance à deux forces perpendiculaires, une première force perpendiculaire à l'axe de translation de la tige et du pot qui est alors absorbée par l'ensemble des patins et glissières de guidage et une deuxième force dirigée vers le fond du corps de la vanne, de façon à appliquer le pot 14 par l'intermédiaire des paliers 25 et 26 contre ses deux butées 44 et 45. La résultante de ces forces fait que l'ensemble des opercules et du pot prend une position stable sans qu'une seule force agisse sur la tige de commande comme dans le cas de la vanne telle qu'elle était connue et a été décrite dans l'art antérieur. Du fait que l'ensemble de ces deux opercules et du pot prend une position stable indépendante d'une force quelconque qui serait exercée sur la tige, il est alors possible de désolidariser le couvercle 7 de la trompette 4; notamment dans le mode de réalisation, en donnant une légère rotation à la tige, il est possible de dégager la baïonnette 20 de--sa butée angulaire 23.aloi avec le couvercle, la tige de commande avec son soufflet d'étanchéité peuvent être sortis du corps de la vanne et de la trompette, les opercules et le pot restant en position telle que celle illustrée sur la figure 1, en maintenant la vanne en position fermée. L'intervention au niveau du soufflet peut être très rapide sans que les colonnes amont et aval raccordées à cette vanne soient vidé du fluide la parcourant puisque la vanne reste parfaitement obturée. Cette opération n'était absolument pas possible avec la structure des vannes connues précédemment. REVENDICATIONS 1. Vanne comprenant un corps, deux tubulures raccordées au dit corps, au moins un siege réalisé sur une extrémité d'une desdites tubulures à l'intérieur dudit corps, un opercule, un support, des moyens de liaison entre ledit support et ledit opercule, une tige, des moyens de fixation de ladite tige sur ledit support et des moyens pour commander ladite tige en déplacement pour entraîneur ledit support en déplacement, caractériséé par le fait qu'elle comporte des moyens enclenchables stables pour créer au moins une première force quand ledit opercule est amené en regard dudit siège de façon à appliquer et maintenir ledit support contre au moins une butée solidaire dudit corps, ladite butée étant apte à créer une seconde force de réaction à ladite première force. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens de fixation de ladite tige sur ledit support sont débrochables. 3. Vanne selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens de fixation débrochables sont constitués par une baïonnette usinée à une extrémité de ladite tige et une butée angulaire réalisée dans ledit support. 4. Vanne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens enclenchables stables permettant de créer une force d'application et de maintien dudit support sur au moins une butée, sont eonstitués par au moins une biellette couplée au support, ladite biellette étant apte à transmettre une force donnée par un ressort pour créer une force sur ledit support dans le sens de l'application dudit support sur ladite butée. 5. Vanne selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le point d'appui dudit ressort est sur ledit opercule et que ladite butée est montée pivotante sur un arbre solidaire dudit support, ledit arbre étant disposé sur ledit support de façon que l'angle ayant son sommet sur llaxe dudit arbre et dont l'un des deux côtés passe par ledit point d'appui du ressort et dont le second est sensiblement parallèle à l'axe de translation dudit support forme un angle obtus.