Brevet FR2431646A1 — publié le 19800215

La présente invention concerne les vannes et en particulier de telles vannes utilisées pour mettre en communication ou interrompre cette communication entre une partie d'un cir cuit de fluide à pression relativement élevée et une partie de ce circuit dans laquelle la pression est sensiblement moins importante. On constate habituellement dans les vannes utilisées dans de telles applications une usure rapide de Itobturateur et de son siège qui est due au phénomène de cavitation qui se produit . en particulier lors de l'ouverture de la vanne. Cette usure se traduit par une détérioration des caractéristiques de la vanne qui rend nécessaire son remplacement après une période d'utili sation relativement réduite. Le but recherché par cette invention est de réaliser une vanne perfectionnée qui ne présente pas ces inconvénients et qui soit exempte ou pratiquement exempte de tels phénomènes de cavitation et présente par conséquent une meilleure tenue et une meilleure fiabilité. Ce résultat est obtenu dans une vanne pour circuit de fluide, comprenant un corps, un conduit d'entrée et un conduit de sortie, un siège délimitant un orifice pour le passage du fluide et un obturateur coopérant avec ce siège, cette vanne étant caractérisée en ce qu'elle comprend, en série avec orifice délimité par le siège une série de passages dont la section est inférieure à celle du passage délimité entre l'obturateur et son siège, et qui relient des cavités constituant autant de chambres de détente pour le fluide. Suivant d'autres caractéristiques - lesdits passages sont délimités entre une tige axiale et des disques radiaux comportant chacun un orifice central à peu près concentrique à la tige; - les disques font partie d'éléments séparés en forme de coupelle s juxtaposés et délimitant entre eux lesdites chambres de détente - de préférence, la tige axiale a une forme tronconique alors que les orifices ménagés dans les disques ont une section constante. Cette tige peut constituer l'organe de commande de l'obturateur et elle est alors mobile axialement dans le corps. L'invention va être décrite plus en détail cidessous en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel: - la Fig. unique représente en coupe longitudinale une vanne perfectionnée suivant l'invention. On voit sur le dessin une vanne comprenant a b un corps 1 réalisé en deux parties I~ , 1 reliées par exemple a par des ensembles de goujon! et écrou. 2. La partie 1 du corps comporte un conduit 3 d'arrivée de fluide relié à un circuit à haute pression, et un conduit 4 de sortie de fluide relié à un circuit qui peut3 par exemple, constituer un circuit d'échantillonnage ou de prélèvement du fluide contenu dans le circuit haute pression. Les deux éléments constituant le corps sont percés axialement en 5 et 6. Dans le logement 5 est reçu un manchon 7 qui est bloqué axialement entre le fond de la partie 1b du corps et une plaquette 8 elle a même en appui contre le fond 5 du logement 5 Cette plaquette 8 comporte des passages 9 pour le fluide.Le manchon 7 délimite un alésage axial étagé 10311 et comporte des passages radiaux 12 qui font communiquer l'alésage 11 avec le conduit de sortie Ce même manchon porte une pièce 13 délimitant un passage axial 14 et un siège 15 pour un obturateur 16 porté à l'extrémité d'une tige de manoeuvre 17. Cette tige de manoeuvre peut être commandée manuellement ou automatiquement par des moyens convenables qui sont bien connus et n'ont pas été représentés au dessin. De même, la vanne comporte des garnitures d'étancheité qui sont parfaitement classiques et ne seront pas décrites davantage. a Entre un épaulement radial 7a du manchon 7 a et un épaulement 13 également radial de la pièce 13 sont empilés une série d'éléments annulaires 18 qui délimitent avec la tige 17 des passagès 19 de forme également annulaire. Ces éléments délimitent par ailleurs entre eux et avec la tige 17 des cavités 20 reliées par les passages 19. Suivant une car acté ristiqu e particulièrement avantageuse de 1' invention, la portion 17a de la tige qui se trouve en face des éléments 18 présente une forme tronconique dont la section la plus importante se trouve au voisinage de,l'obturateur 16. Les passages 19 ont donc de ce fait une section qui augmente progressivement dans le sens de l'écoulement du fluide depuis le conduit d'entrée 3 vers le conduit de sortie 4. Bien entendu l'importance de la conicité de cette tige est choisie en fonction des conditions d'utilisation de la vanne, de même que les caractéristiques et le nombre des éléments 18. Le fonctionnement d'une telle vanne est le suivant : lors de l'ouverture de l'obturateur 16 provoquée par un déplacement de la tige 17 vers le bas en considérant le dessin, le fluide à haute pression subit une série de détentes successives et progressives dans les cavités 20 reliées par les passages 19 "de section progressivement croissante. Cette détente étagée permet d'éviter les phénomènes de cavitation au niveau de l'obturateur 16 et du siège 15 et résout par conséquent le problème posé. Par ailleurs, la chambre globale de détente constituée par les cavités 20 présente un volume important et du fait que cette détente se produit sur le siège et non sur le clapet, il en résulte une très bonne décompression. Lors de la fermeture, le déplacement de la tige vers le haut en regardant le dessin se traduit par une réduction progressive de la section libre des passages 19, atténuant ainsi les effets de la fermeture totale du débit par venue en contact de l'obturateur 16 contre son siège. On notera que la réalisation du perfectionnement suivant l'invention au moyen de plusieurs éléments identiques 18 facilite à la fois les opérations de fabrication et de montage. Cependant, il est clair que l'on pourrait utiliser au lieu de tels éléments séparés une pièce unique comportant des collerettes ou disques radiaux délimitant les passages 19 et les cavités 20. Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée au type de vanne représenté mais s'applique au contraire à des vannes de construction différente, sans limitation particulière quant à la valeur de la pression différentielle de part et d'autre de la vanne. - REVENDICATIONS - 1 - Vanne pour circuit de fluide, comprenant un corps, un conduit d'entrée et un conduit de sortie,un siège délimitant un orifice pour le passage du fluide, et un obturateur coopérant avec ce siège, caractérisée en ce qu'elle comprend, en série avec 1' ori- fice délimité par le siège une série de passages dont la section est inférieure à celle du passage entre l'obturateur et son siège et qui relient des cavités constituant autant de chambres de détente du fluide. 2 - Vanne suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits passages sont délimités entre une tige axiale et des disques radiaux comportant-des orifices à peu près concentriques à cette tige. 3 - Vanne suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les disques s'étendent à partir de la paroi interne d'une pièce cylindrique et les chambres de détente sont délimitées dans ladite pièce entre les disques adjacents. 4 - Vanne suivant la revendiration 2, caractérisée en ce que les disques font partie d'éléments séparés, en forme de coupelles, juxtaposés et délimitant entre eux lesdites chambres de détente. 5 - Vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdits passages ont une section qui varie progressivement de l'un à l'autre. 6 - Vanne suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la tige axiale a une forme tronconique et les orifices ménagés dans les disques ont une section constante. 7 - Vanne suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la tige axiale est cylindrique et les orifices ménagés dans les disques ont une section progressivement variable. 8 - Vanne suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que la tige constitue l'organe de commande de l'obturateur et elle est mobile axialement dans le corps.