Brevet FR2459416A1 — publié le 19810109

La présente invention se rapporte à une vanne d'arrêt et de réglage, notamment pour la vapeur, comprenant un corps d'arrêt et de réglage de forme conique pouvant être appliqué à l'aide d'une tige filetée, axialement contre un siège de fermeture annulaire. Les vannes d'arrêt et de réglage de ce type sont utilisées très fréquemment dans les centrales d'énergie à vapeur. Lorsqu'il faut effectuer sur une partie d'une centrale de ce type des travaux de réparation en aval d'une vanne d'arrêt et de réglage sans arrêter la chaudière, il faut prévoir selon les normes de sécurité en vigueur, en avant ou en arrière de la vanne de réglage et d'arrêt, une seconde vanne d'arrêt qui est au moins une vanne à fermeture rapide denanière à permettre en cas de danger une fermeture immédiate. Le but de la présente invention est de configurer une vanne d'arrêt et de ii- du type précité de manière à ce qu'elle assume à elle seule les deux fonctions de fermeture. Pour résoudre de but, la présente invention, partant d'une banne d'arrêt et de réglage du type précité, propose que le corps d'arrêt et de réglage soit entouré à un certain écartement dtun second corps dtarrêt qui présente une forme annulaire et peut être appliqué en direction axiale, contre un second siège de fermeture annulaire qui entoure le premier siège de fermeture à un certain écartement. La vanne d'arrêt et de réglage conforme à l'invention est en mesure d'interrompre un courant de vapeur en deux emplacements séparés l'un de l'autre si bien qu'il suret de prévoir une seule vanne dans la conduite de vapeur. La vanne d'arrêt et de réglage conforme à l'invention peut par exemple être disposée dans la conduite de vapeur de soutènement de la bâche alimentaire d'une centrale à vapeur. Lorsqu'on doit effectuer des réparations sur la bâche alimentaire, la vanne d'arrêt et de réglage conforme à l'invention est en mesure de couper de manière fiable l'alimentation en vapeur d'appoint. Dans l'art antérieur, il était nécessaire de prévoir régulièrement deux vannes dans ladite conduite de vapeur. Un mode de réalisation particulier de la vanne d'arrêt et de réglage conforme à l'invention prévoit que le second corps d'arrêt peut être actionné de manière à assurer une fermeture rapide à l'aide d'un dispositif de commande séparé. Il est ainsi possible, en cas de danger, de réaliser la fermeture immédiate de la conduite de vapeur à l'aide du second corps d'arrEt, et cela indépendamment de la position du premier corps d'arrêt qui a simultanément une fonction de réglage et qui pour cette raison ne peut pas être actionné en vue dlune fermeture immédiate. Le dispositif de commande pour le second corps d'arrêt est avantageusement configuré en piston annulaire relié audit corps, qui est monté mobile en translation axiale dans le carter de la vanne et peut être actionné dans un sens de fermeture à l'aide dcun moyen de pression. On obtient ainsi une construction robuste grâce à laquelle les forces de fermeture élevées peuvent être appliquées. Un mode de réalisation particulièrement avantageux de la vanne de fermeture et de réglage conforme à l'invention prévoit que le piston annulaire du dispositif de commande pour le second corps d'arrêt est sollicité dans le sens d'une ouverture, par un ressort et que dans la position, dans laquelle il est prêt à fonctionner, il est soumis, par l'intermédiaire de surfaces annulaires de même dimension, dans le sens d'une ouverture et dans le sens d'une fermeture, par le fluide compressible à retenir, le volume de pression sollicité dans le sens d'une ouverture et le volume de pression sollicité dans le sens d'une fermeture étant mis en communication par l'intermédiaire d'un canal d'étranglement tandis qu'au volume sollicité vers le sens d'une ouverture, on a raccordé au moins une soupape de décharge.Dans cette configuration du dispositif de commande, la pression du fluide à retenir maintient le piston annulaire en équilibre si bien qu'il peut être déplacé dans la position d'ouverture, par ie ressort agissant dans le sens d'une ouverture. Si la soupape de décharge du volume de compression sollicité dans le sens d'une ouverture s'ouvre, l'équilibre précité est détruit et le piston annulaire est déplacé contre la force du ressort, brutalement dans sa position de fermeture. Pour des raisons de sécurité, on peut raccorder au volume de pression sollicitant le piston annulaire dans le sens dtune ouverture, deux ou plusieurs soupapes de décharge. A cette occasion, la décharge de ce volume de pression est également assurée lorsque l'une des soupapes est hors d'étant de fonctionner. Pour des raisons de sécurité, le volume annulaire entre le premier corps d'arrêt et le second corps d'arrêt peut être relié à l'atmosphère par l'intermédiaire d'une conduite d'aérage prévue dans le carter. Lorsque la conduite d'aérage est ouverte, on empêche en toute sécurité que des fuites de fluide qui peuvent apparattre au niveau du second corps d'arrêt, puissent créer au niveau du premier corps d'arrêt précité, une pression pouvant entratner un passage de la vapeur dans la conduite véhiculant la vapeur. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de lItivention et dans lequel la figure unique illustre une soupape d'arrêt et de réglage conforme à l'invention dans une coupe longitudinale. Sur le dessin, on a désigné généralement en 1 le carter de la vanne. Sur un côté du carter de la vanne est connectée une conduite d'amenée de vapeur 2 qui présente dans sa zone d'entree dans le carter 1, un filtre de protection 3 retenant les éventuelles impuretés contenues dans la vapeur. A son extrémité inférieure, le carter 1 présente un orifice 4 dont la paroi périphérique forme un siège de fermeture annulaire 5. Sur le siège 5 se raccorde un élément de sortie de vapeur 6 en forme de trémie dans lequel est disposé un silencieux 7. L'orifice 4 du carter 1 peut être fermé au moyen d'un corps de fermeture conique qui peut être appliqué, au moyen d'une tige filetée 9 montée axialement dans le carter 1, contre le siège de fermeture annulaire 5. Selon l'état de sa course, le corps d'arrêt conique 8 est en mesure de commander ou de régler le passage de la vapeur par l'orifice 4. Pour cela, la tige filetée 9 comprend un système d'entraSnement de réglage 10 correspondant. Autour de la tige filetée 9 et de la portion supérieure du corps d'arrêt 8,on a prévu un second corps d'arrêt annulaire Il monté de telle façon qu'entre le premier corps d'arrêt 8 et le second d'arrêt 11, il persiste un volume annulaire 12. Le corps d'arrêt annulaire Il peut être appliqué par son extrémité inférieure, contre un second siège de fermeture 13 associé au carter 1, qui entoure le premier siège 5 à un écartement donné. L'entraSnement du second corps de fermeture Il s'effectue à l'aide d'un piston annulaire 14 qui est monté mobile en translation axiale dans le carter 1 et est sollicité dans le sens d'une ouverture, par un ressort 15. Les deux surfaces annulaires 14a et 14b du piston annulaire 14 sont exposées, dans la position de repos de la vanne, à la pression de la vapeur dont la circulation doit être arrêtée. L'alimentation en vapeur dans l'enceinte de pression 16a sollicitée dans le sens d'une ouverture, s'effectue à l'aide de conduites d'étranglement 17 et 18 disposées dans le carter 1. Une seconde conduite d'étranglement 19 est dérivée de la conduite 18 et sert à alimenter en vapeur l'enceinte de pression 1-6b sollicitée dans le sens d'une fermeture.Les deux enceintes de pression 16a et 16b communiquent donc par l'intermédiaire des conduites dlétranglement 18 et 19. Par l'intermédiaire d'alésages 20 et 21 prévus dans le carter, deux soupapes de décharge 22 et 23 sont connectées à l'enceinte de pression 16a sollicitée dans le sens d'une ouverture. Le volume annulaire 12 entre le premier corps de fermeture 8 et le second corps de fermeture Il peut être relié par l'intermédiaire d'une conduite d'aérage 24 prévue dans le carter et d'une soupape de décharge 25 reliée à ladite conduite, à l'atmosphère. Dans la position de repos ou prête à l'utilisation de la vanne, qui n'est pas représentée sur le dessin, les deux soupapes de décharge 22 et 23 sont fermées si bien que les forces de compression appliquées aux surfaces annulaires 14a et 14b se compensent et que le piston annulaire 14 est maintenu en position d'ouverture par le ressort 15. Pour la position de fermeture rapide représentée sur le dessin, les soupapes de décharge 22 et 23 sont ouvertes si bien que l'enceinte de pression 16 est déchargée et que le piston annulaire 14 est comprimé dans le sens d'une fermeture en surmontant la force du ressort 15, par la pression de la vapeur donnée dans l'enceinte 16b. Comme onEsut le remarquer, la commande du second corps de fermeture Il est indépendante de la commande du premier corps de fermeture 8 qui est simplement actionné à l'aide de latige filetée 9. Bien entendu, l'invention ntest nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qutà titre d'exemple. En particulier, telle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Vanne d'arrêt et de réglage notamment pour la vapeur comprenant un corps d'arrêt et de réglage conique pouvant être appliqué à l'aide d'une tige filetée en direction axiale contre un siège de fermeture annulaire, caractérisée en ce que le corps d'arrdt et de réglage est entouré à un écartement donné par un second corps d'arrêt de forme annulaire qui peut être appliqué en direction axiale contre un second siège de fermeture annulaire entourant le premier siège de fermeture à un écartement donné. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second corps d'arrêt peut être actionné dans le sens d'une fermeture rapide ou immédiate à l'aide d'un dispositif de commande séparé. 3. Vanne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif de commande pour le second corps d'arrêt est configuré en piston annulaire relié audit corps qui est mobile en tanslation axiale dans le carter de la vanne et peut être commandé dans le sens d'une fermeture par un fluide de pression. 4. Vanne selon liune des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le piston annulaire du dispositif de commande du second corps d'arrêt est sollicité dans le sens de l'ouverture par un ressort et, en position de repos, est soumis par l'intermédiaire des surfaces annulaires de même dimension, à l'action du fluide de pression dont la circulation doit être interrompue, non seulement dans le sens d'une fermeture mais également dans le sens d'une ouverture, l'enceinte de pression sollicitée dans le sens de fermeture et l'enceinte de pression sollicitée dans le sens d'une ouverture étant mises en communication par l'intermédiaire d'un canal d'étranglement tandis que au moins une soupape de décharge est connectée à l'enceinte de pression sollicitée dans le sens d'une ouverture. 5. Vanne selon la revendication 4, caractérisée en ce que deux ou plusieurs soupapes de décharge sont connectées à l'enceinte de pression sollicitant le piston annulaire précité dans ls sens d'une ouverture. 6. Vanne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le volume annulaire compris entre le premier corps de fermeture et le second corps de fermeture peut être relié à l'atmosphère par l'intermédiaire d'une conduite daérage passant dans le carter.