Brevet FR2440516A1 — publié le 19800530

La présente invention concerne une culasse de fermeture d'une enceinte sous pression. On connaît déjà des culasses de fermeture qui sont notamment montées sur des tuyauteries à axes verticaux ou horizontaux, notamment des sas de racleurs, dans des installations de distribution de gaz domestique sous pression. Ces culasses connues comprennent un corps de révolution dans lequel est ménagé un orifice de passage du gaz et un disque obturateur fermant cet orifice d'une manière étanche. Ce disque obturateur est monté à pivotement sur le corps autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du corps pour permettre l'ouverture de l'orifice et la décompression de la tuyauterie. Une couronne de blocage de ltobturateur est montée à rotation autour de l'axe longitudinal, entre le corps et l'obturateur, afin de maintenir l'obturateur, en position de fermeture, plaqué sur un siège annulaire du corps pourvu d'un joint d'étanchéité. La couronne de blocage de l'obturateur est munie d'un levier de manoeuvre qui permet de la faire tourner entre une position de fermeture et une position d'ouverture, ces deux positions étant distantes entre elles d'un angle prédéterminé correspondant par exemple à 1/8ème de tour. Pour des raisons de sécurité, ces culasses connues sont pourvues de moyens destinés à assurer une décompression, c'est-à-dire une mise à l'at s- phère de l'intérieur de l'enceinte sur laquelle la culasse est montée, avant que cette dernière ne puisse être ouverte. Ces moyens de décompression comprennent généralement un bouchon vissé dans l'obturateur et qui est pourvu de lumières longitudinales de décompression permettant de faire communiquer l'intérieur de l'enceinte avec l'atmosphère, lorsque ce bouchon de décompression est dévissé. Ce bouchon de décompression empêche, en position de fermeture, tout déplacement du levier de manoeuvre de la couronne et il est ainsi théoriquement impossible d'ouvrir la culasse tant que la pression à l'intérieur n'a pas été réduite. Un tel dispositif connu ne présente toutefois pas toute garantie de sécurité car il peut arriver que le passage qui est théoriquement ouvert par suite du dévissage du bouton de décompression, soit en fait obstrué, par exemple, par des poussières ou d'autres particules. De ce fait, il peut arriver que, bien que le bouchon de décompression ait été suffisamment dévissé pour assurer une communication entre l'intérieur et l'extérieur de la culasse, il subsiste à l'intérieur de cette dernière une pression résiduelle relativement élevée du fait de l'occlusion du passage à travers l'obturateur. Comme le levier de manoeuvre se trouve alors déverrouillé par suite du dévissage du bouchon de décompression, l'utilisateur peut ouvrir la culasse alors qu'à l'intérieur de cette dernière règne encore une pression élevée.De ce fait, lorsque la cou ronne de blocage est amenée en position d'ouverture, l'obturateur peut être projeté violemment vers l'extérieur et occasionner un accident. La présente invention vise essentiellement à remédier à cet inconvénient en procurant une culasse de conception particulièrement simple et qui assure une sécurité totale en empêchant à coup sûr le passage de la couronne de blocage en position d'ouverture si une pression supérieure à la pression atmosphérique subsiste à l'intérieur de la culasse. A cet effet, cette culasse de fermeture d'une enceinte sous pression, comprenant un corps de révolution, dans lequel est ménagé un orifice de passage d'un fluide sous pression, un disque obturateur fermant cet orifice d'une manière étanche et monté à pivotement sur le corps autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du corps pour permettre l'ouverture de l'orifice, une cpuronne de blocage de l'obturateur montée à rotation autour de l'axe longitudinal, entre le corps et l'obturateur, pour maintenir cet obturateur, en position de fermeture, plaqué sur un siège annulaire du corps pourvu d'un joint d'étanchéité, et pour libérer cet obturateur après rotation d'un angle prédéterminé, un organe de manoeuvre pour faire tourner la couronne de blocage autour de son axe, entre ses positions dlXouverture et de fermeture, ------------------------------- et un bouchon de décompres- sion vissé à travers l'obturateur, pouvant faire communiquer l'intérieur et ltextérieur de la culasse et verrouillant, en position de fermeture, l'organe de manoeuvre de la couronne de blocage, est caractérisée en ce que les faces de la couronne de blocage et de l'obturateur qui sont en contact l'une avec l'autre, présentent, l'une des évidements et, l'autre, des bossages de forme complémentaire de celle des évidements, et en ce que ces bossages et évide- mentis, répartis régulièrement autour de l'axe, sont disposés de telle manière que chaque bossage se trouve en face d'un évidement lorsque la couronne de blocage occupe une position intermédiaire entre ses positions extrêmes de fermeture et d'ouverture, si bien que, si une pression résiduelle subsiste à l'intérieur de la culasse, au cours d'une opération d'ouverture, l'obturateur est décalé axialement sous l'effet de cette pression, en étant écarté de son siège, et, par suite de l'engagement mutuel des bossages et évidements qui en résulte , il empêche toute rotation additionnelle de la couronne de blocage vers la position d'ouverture. La culasse suivant l'invention présente ainsi une sécurité totale en fonctionnement du fait qu'il est absolument impossible de l'ouvrir tant qu'une pression subsiste à l'intérieur de la culasse. Cette dernière permet donc d'éviter à coup sOr tout accident pouvant résulter d'une projection intempestive de l'obturateur vers l'extérieur, sous l'effet d'une forte pression interne. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limutatif, une forme d'exé cution de la présente invention, en référence annexé sur lequel La figure 1 est une vue en plan d'une culasse de fermeture d'une enceinte sous pression suivant l'invention La figure 2 est une vue en coupe verticale faite suivant la ligne II-II de la figure 1 La figure 3 est une vue développee en coupe partielle montrant la disposition relative d'un bossage de la couronne de blocage et d'un évidement de l'obturateur, respectivement en position d'ouverture et en position de fermeture ; La figure 4 est une vue en coupe d'un bossage de la couronne de blocage engagé dans un évidement de l'obturateur dans le cas où ce dernier se trouve écarté de son siège sous l'effet d'une pression résiduelle à l'intérieur de la culasse ;; La figure 5 est une vue en coupe verticale et axiale partielle de la culasse montrant l'obturateur écarté de son siège sous l'effet d'une pression résiduelle à l'intérieur de la culasse. La culasse suivant l'inventKnquiest représentéesur les figures 1 et 2, comporte un corps de révolution 1, de forme générale cylindrique, d'axe vertical et qui est raccordé à la paroi d'une enceinte sous pression, par exemple une tuyauterie contenant du gaz domestique sous pression. Ce corps 1 est ouvert à sa partie supérieure et délimite un orifice de passage du gaz sous pression. Cet orifice est fermé par obturateur 2 constitué par un plateau circulaire monté à pivotement sur le corps 1 autour d'un axe 3 perpendiculaire à l'axe longitudinal vertical de la culasse. L'obturateur 2 est normalement appliqué sur un siège annulaire 4 ménagé à l'intérieur du corps 1 et formé par un épaulement de ce dernier.L'obturateur 2 est appir qué sur son siège 4 avec interposition d'un joint d'étanchéité annulaire 5 qui peut être logé dans l'obturateur 2 , comme il est illustré sur la figure 2, ou encore porté par le siège 4 Le maintien de l'obturateur 2 en position de fermeture est assuré par une couronne de blocage 6 qui est montée à rotation coaxialement sur ltob- turateur 2 . Cette couronne de blocage 6 présente un alésage central 6a d'axe vertical, de même diamètre que la partie supérieure 2a , de petit diame- tre,de l'obturateur 2 dont la partie inférieure 2b , de plus grand diamètre,est appliquée sur le siège 4. La couronne de blocage 6 présente à sa périphérie un certain nombre de dents 7 réparties régulièrement autour de l'axe et qui peuvent venir se placer en regard de découpes correspondantes 8 ménagées dans la partie supé- rieure de la paroi latérale du corps 1 pour permettre l'ouverture de la culasse. En position de fermeture de la culasse, ces dents 7 sont placées sous des dents correspondantes 9 , en saillie vers l'intérieur, et se trouvant sur la paroi du corps 1 en étant délimitées entre les découpes successives 8 Dans la forme d'exécution non limitative représentée sur le dessin, la couronne de blocage 6 comporte huit dents 7 et de la même façon le corps 1 présente huit découpes 8 et huit dents intermédiaires 9 .Par conséquent, le passage de la position d'ouverture à la position de fermeture de la culasse ou vice versa s'effectue par une rotation de la couronne de blocage 6 de 1/16ème de tour. La couronne de blocage 6 est solidaire d'un levier de manoeuvre radial 11 qui est représenté en trait plein, en position d'ouverture sur la figure 1, et en trait mixte, en position de fermeture. Dans cette dernière position, le levier de manoeuvre 11 est maintenu verrouillé par l'extrémité supérieure d'un bouchon de décompression 12 qui est vissé à travers l'obturateur 2. Ce bouchon de décompression 12 est constitué par une vis présentant des lumières longitudinales 12a et terminée à son extrémité inférieure par un clapet 12b portant un joint d'étanchéité annulaire. Lorsque l'on veut ouvrir la culasse, il est nécessaire de dévisser le bouchon de décompression 12 de manière à écarter le clapet inférieur 12b de son siège prévu dans la face inférieure de l'obturateur 2. A ce moment, une communication est établie entre l'intérieur de la culasse et l'atmosphère à travers les lumières longitudinales 12a . En fin de dévissage du bouchon de décompression 12, la tête supérieure de ce dernier est escamotée et c'est seulement alors que l'on peut faire pivoter le levier de manoeuvre 11 de sa position de fermeture à sa position dh'ouverture. Suivant l'invention, les faces horizontales. de la couronne de blocage 6 et de l'obturateur 2 qui sont en contact l'une avec l'autre, présentent, l'une, des évidements 13 et, l'autre, des bossages 14 de forme complémentaire de celle des évidements, ces évidements 13 et bossages 14 étant répartis régulièrement autour de l'axe. Dans la forme d'exécution non limitative représentée sur le dessin, c'est la face annulaire inférieure 6b de la couronne de blocage 6 qui présente les bossages 14 tandis que la face annulaire supérieure 2c de l'obturateur 2 présente les évidements 13. Toutefois une disposition inverse pourrait être également adoptée. Le nombre des paires d'évidements 13 et de bossages 14 coopérant entre eux est égal à celui des dents 7 de la couronne de blocage et des découpes 8 du corps 1 , autrement dit, la culasse comporte dans cette forme d'exécution, huit paires d'évidements 13 et de bossages 14, régulierement répartis autour de l'axe. La figure 3 montre en trait plein la position qu'occupe un bossage 14 lorsque la couronne de blocage 6 est en position d'ouverture, et en trait mixte celle qu'il occupe lorsque cette couronne est en position de fermeture. Comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, chaque évidement 13 comprend un fond transversal plan 13a raccordé à la face 2c de l'obturateur 2 , d'un côté, c'est-à-dire du côté de la position d'ouverture, par une rampe 13b relativement abrupt; et, de l'autre côté, ctest-à-dire du côté de la position de fermeture, par une rampe 13c faiblement inclinée. De la même façon, le bossage 14 présente une face inférieure plane 14a de même forme que le fond 13a de l'évidement 13, cette face plane se raccordant à la face inférieure 6b de la couronne de blocage 6 par une rampe 14b relativement abrupte du caté ouverture , et par une rampe faiblement inclinée 14c du côté fermeture. Si au cours d'une opération d'ouverture, après que l'utilisateur a dévissé à fond le bouchon de compression 12 , une pression résiduelle subsiste à l'intérieur de la culasse 1 , cette pression va alors provoquer, lorsque la couronne de blocage 6 atteint une position intermédiaire entre ses positions d'ouverture et de fermeture, ainsi qu'il est représenté sur la figure 4, un décalage axial vers le haut de l'ensemble de l'obturateur 2 du fait qu'à ce moment tous les évidements 13 se trouvent en regard des bossages 14 de même forme, si bien que ces évidements 13 peuvent venir coiffer ces bossages.Ce décalage axial vers le haut de l'ensembleide l'obtu- rateur 2 qui est lui bloqué en rotation, a pour effet d'empêcher toute rotation additionnelle de la couronne de blocage 6 qui se trouve ainsi immobilisée : l'utilisateur ne peut pas alors atteindre la position d'ouverture totale et il ne court pas ainsi le risque de voir l'obturateur violemment projeté vers le haut sous l'effet de la pression interne. Du fait du décalage axial de l'obturateur 2 vers le haut, ce dernier se trouve donc écarté de son siège 4 et le gaz sous pression à l'intérieur de la culasse peut ainsi s'échapper vers l'atmosphère en passant entre l'obturateur 2 et la couronne de blocage 6 d'une part et le corps 1 d'autre part. lorsque la pression interne devient égale à la pression atmosphérique, l'obturateur 2 n'est plus appliqué sous pression contre la couronne de blocage 6 et l'opérateur peut alors faire tourner cette dernière jusqu'à la position d'ouverture totale. Toutefois, si une certaine pression demeure en permanence à l'intérieur de la culasse 1 , l'opérateur ne peut pas atteindre la position d'ouverture, mais, par contre, il peut ramener la culasse en position de fermeture. Ceci est rendu possible du fait de la prévision des rampes de faible pente 13c et 14c qui sont situées du côté fermeture respectivement dans les évidements 13 et sur les bossages 14 . On voit en effet sur la figure 4 qu'à partir de la position intermédiaire, il est impossible de déplacer la couronne de blocage 6 vers la gauche, c'est-à-dire en direction de la position d'ouverture sur la figure 3, alors que cette rotation peut être effectuée vers la droite, en direction de la position de fermeture, du fait que le bossage 14 peut glisser progressivement sur la rampe 13c de l'vide- ment 13 La culasse à sécurité totale suivant l'invention peut être utilisée dans divers domaines industriels, notamment pour le stockage et le transport de fluides sous pression, notamment de gaz domestique, pour des filtres sous pression, des séparateurs, des sas de racleurs, etc... REVENDICATIONS 1.- Culasse de fermeture d'une enceinte sous pression, comprenant un corps de révolution, dans lequel est ménagé un orifice de passage d'un fluide sous pression, un disque obturateur fermant cet orifice d'une manière étanche et monté à pivotement sur le corps autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du corps pour permettre l'ouverture de l'orifice, une couronne de blocage de l'obturateur montée à rotation autour de l'axe longitudinal, entre le corps et l'obturateur, pour maintenir cet obturateur, en position de fermeture, plaqué sur un siège annulaire du corps pourvu d'un joint d'étanchéité, et pour libérer cet obturateur après rotation d'un angle prédéterminé, un organe de manoeuvre pour faire tourner la couronne de blocage autour de son axe, entre ses positions d'ouverture et de fermeture, et un bouchon de décompression vissé à travers l'obturateur, pouvant faire communiquer l'intérieur et l'extérieur de la culasse et verrouillant, en position de fermeture, l'organe de manoeuvre de la couronne de blocage, caractérisée en ce que les faces de la couronne de blocage 6 et de l'obturateur 2 qui sont en contact l'une avec l'autre, présentent, l'une, des évidements 13 et, l'autre, des bossages 14 de forme complémentaire de celle des évidements, et en ce que ces bossages et évidements 13 > 14 , répartis régulièrement autour de l'axe, sont disposés de telle manière que chaque bossage 14 se trouve en face d'un évidement 13 lorsque la couronne de blocage occupe une position intermédiaire entre ses positions extrêmes de fermeture et d'ouverture, si bien que, si une pression résiduelle subsiste à l'intérieur de la culasse, au cours d'une opération, l'obturateur 2 est décalé axialement sous l'effet de cette pression, en étant écarté de son siège, et, par suite de l'engagement mutuel des bossages et évidements qui en résulte, il empêche toute rotation additionnelle de la couronne de blocage vers la position d'ouverture. 2.- Culasse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque évidement 13 comprend un fond 13a raccordé, du côté où se trouve le bossage 14 associé en position d'ouverture, par une rampe 13b relativement abrupte et, du c8té où se trouve le bossage 14 en position de fermeture, par une rampe 13c faiblement inclinée, chaque bossage 14 comprenant, de la même manière, une face d'appui plane 14a prolongée, du cOté ouverture, par une rampe abrupte 14b et, du cté fermeture, par une rampe faiblement inclinée 14c.