Brevet FR2439347A1 — publié le 19800516

La présente invention se rapporte aux dispositifs utilisés, notamment sur les gaines de ventilation, pour contrôler l'écoulement du fluide que la gaine est chargée de véhiculer. Un tel dispositif comprend généralement de façon connue un caisson que l'on incorpore en série a la gaine sur le trajet du fluide qui s'écoule à l'intérieur de celle-ci. Ce caisson, dénommé parfois "registre de ventilation" par l'homme de métier, est muni d'un système d'ouverture-fermeture sous forme d'un volet d'obturation manoeuvrable de l'extérieur et venant s'appuyer par l'intermédiaire dlun joint d' étanchéité sur une ouverture pratiquée à l'intérieur du caisson. Malheureusement, lorsqu'il s'agit de travailler avec des fluides agressif s ou polluants, c'est-à-dire par exemple véhiculant une certaine pollution radioactive, ou acides et/ou chauds, les dispositifs oonnus jusqu'à ce jour présentent un grand nombre de défauts qui en rendent l'utilisation très délicate. D'une part, et ceci est probablement leur défaut majeur, ces dispositifs ne permettent pas un remplacement du joint lorsque celui-ci s' avère nécessaire sans une intervention à l'intérieur meme de la gaine ; ceci exige par conséquent l'arrêt de la circulation du fluide et conduit néanmoins à des risques serieux pour le personnel d'intervention ainsi qu'à une pollution de l'atmosphère ambiante externe si l'on ne prend pas des précautions très sévères. D'autre part, la plupart de ces dispositifs ne sont pas conformes aux normes de sécurité qui sont celles de la chaudronnerie nucléaire, ce qui peut conduire à une décontamination très difficile de l'ensemble une fois démonté, a une mauvaise résistance à la chaleur et notamment à l'incendie, ainsi qu 'à une étanchéité imparfaite du dispositif due à une fermeture imprécise du volet sur son siège par suite d'un déséquilibrage des efforts de poussée exercés sur ce dernier lors des opérations de fermeture-ouverture. La présente invention a précisément pour objet un dispositif d'ouverture-fermeture a volet d'obturation interchangeable pour gaine de ventilation qui permet de s'affran chir des défauts rappelés précédemment, tout en étant parfaitement conforme aux exigences de qualité nucléaire de ce type de matériel, et autorise le remplacement à distance du volet et de son joint sous enveloppe de plastique sans intervention dans la gaine ni interruption du fluide qu'elle véhicule. Ce dispositif d'ouverture-fermeture, du genre de ceux qui comprennent un caisson incorporé à la gaine sur le trajet du fluide, muni d'une ouverture à travers laquelle s'écoule le fluide et coopérant par l'intermédiaire d'un joint avec un volet d'obturation manoeuvrable de l'extérieur pour permettre le réglage de l'écoulement du fluide, est caractérisé en ce que le caisson comporte une ouverture latérale par rapport au sens d'écoulement du fluide ayant des dimensions suffisantes pour permettre l'introduction et l'extraction d'un ensemble comportant un volet d'obturation monté sur un axe et lié à un flasque adaptable par des moyens de fixation temporaire sur ladite ouverture latérale, ledit flasque étant muni d'un palier étanche dans lequel est monte rotatif ledit axe portant le volet d'obturation de l'ouverture dudit caisson muni de son joint, ledit volet étant manoeuvrable en rotation depuis 1' extérieur du caisson à l'aide d'une manivelle liée à l'axe et équipée de moyens de positionnement et de repérage, le caisson oomportant, en outre, des moyens de supportage en rotation dudit axe et des moyens de guidage en translation de ce même axe facilitant son introduction et son extraction lors de l'échange dudit ensemble. On voit immédiatement l'une des caractéristiques et l'un des avantages décisifs du dispositif objet de l'invention, qui est le suivant. L'ensemble constitué par le flasque, l'axe supportant le volet d'obturation muni de son joint et la manivelle de commande en rotation de l'ensemble, est entièrement amovible par simple translation latérale, après desserrage des moyens de fixation dudit flasque sur l'ouverture latérale de la gaine. De cette façon, le remplacement d'un joint ou d'un volet usagé peut intervenir simplement sous enveloppe de plastique de façon étanche, sans arrêter la circulation du fluide dans la gaine, sans polluer l'atmosphère ambiante, ni mettre en danger le personnel d'intervention. Ce remplacement peut même, en cas de nécessité, être effectua à distance à l'aide d'un télémanipulateur. La deuxième caractéristique importante du dispositif objet de l'invention, réside dans le mode de fixation du volet d'obturation à l'extrémité du bras support qui le relie à l'axe. Cette fixation est réalisée de manière rotulante, à l'aide d'une rotule d'application de la force de pression au centre du volet et de trois ressorts d'équilibrage centrés au milieu du volet et préalablement tarés et précontraints. De cette façon, l'application du volet sur son siège est parfaitement symétrique et équilibrée quels que soient, par ailleurs, les défauts d'alignement ou de centrage des différentes pièces du dispositif. Ceci revêt une importance toute particulière lorsque, la gaine véhiculant des produits radioactifs, la fermeture du dispositif arrêtant la circulation du fluide doit être réalisée avec une étanchéité absolue. Par ailleurs, dans le cadre de l'invention, on utilise si nécessaire des joints à haute résistance thermique permettant notamment un fonctionnement parfait jusqu'à 1800C, ce qui augmente considérablement la résistance au feu du dispositif de fermeture. La présente invention a également pour objet un procédé de montage et de démontage étanche en fonctionnement du dispositif d'ouverture-fermeture selon la description qui précède, caractérisé en ce que l'on effectue l'opération à l'aide de deux enveloppes en plastique que l'on superpose successivement, la première servant à l'évacuation de l'ensemble contaminé que l'on veut remplacer et la seconde à l'amenée d'un ensemble neuf. Ce procédé, qui s'apparente aux manoeuvres que l'on réalise habituellement pour l'intervention sur des matériels dangereux ou radioactifs dans des boîtes à gants, permet de réaliser le démontage d'un ensemble usagé et le remontage d'un ensemble neuf à la place du précédent sans aucune ouverture de la gaine, ni contamination de l'atmosphère extérieure. De toute façon, la présente invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit d'un exemple de mise en oeuvre du dispositif et de son procédé d'utilisation, exemple qui sera donné à titre illustratif et non limitatif, en se référant aux figures ci-jointes sur lesquelles - la figure 1 est une vue en coupe selon AA de la figure 2 d'un dispositif conforme a l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon .BB de la figure 1 du méme dispositif - la figure 3 est une vue de bout selon la direction C de la figure 2 montrant uniquement le flasque de fermeture de la gaine équipée de la manivelle de mise en rotation du volet et les moyens de verrouillage et de positionnement de cette manivelle. - les figures 4a, 4b, 4c et 4d montrent les quatre étapes successives de remplacement d'un ensemble d'obturation dans un dispositif conforme à l'invention. Sur la figure 1, on voit le caisson 1 muni de ses deux brides de raccordement 2 et 3, dans lequel un fluide radioactivement contaminé s'écoule selon la direction repérée par la flèche F. Selon l'invention, un clapet de fermeture 4 monté sur un bras support 5, de façon rotative autour d'un axe 6, assure l'ouverture ou la fermeture du dispositif par application d'un joint 7 sur la périphérie de l'ouverture 8 constituant le siège d'application du volet de fermeture. Sur le fond du bottier 1 est découpée, conformément à 1 invention, une ouverture latérale 9, au travers de laquelle peut s'extraire l'ensemble cons titué de l'axe 6 du bras support 5 et du volet de fermeture 4 lorsque le volet est dans la position intermédiaire repérée en traits mixtes par 10 sur la figure 1.Sur la figure 1, la position du volet est evidemment la position de fermeture et la position d'ouverture totale est figurée en 11 en traits mixtes. Le caisson 1 est évidemment inséré en série sur le circuit d'une gaine de ventilation, non représentée, à laquelle il est fixé par l'intermédiaire des brides 2 et 3. Le caisson 1 est muni à sa partie inférieure d'une ouverture d'évacuation 12 située au sommet d'une portion conique 13 légèrement évasée pour permettre, le cas échéant, l'evacua- tion par gravité de 1' eau de condensation qui peut se déposer sur les parois d4 caisson 1. La figure 1 permet encore de voir le mode de fixation original du volet de fermeture 4 sur le bras support 5. Confor mément à l'invention, le bras support 5 est appliqué sur le volet de fermeture 4 par l'intermédiaire d'une rotule d'appli- cation 14 coopérant avec un évidement 15, de forme sensiblement conique, creusé au centre de gravite du volet de fermeture 4. Autour de cette rotule d'application 14, sont disposés symétriquement à 1200 trois ressorts 16 qui sont centrés au milieu du volet 4 et préalablement tarés et précontraints. Cette disposition particulière permet de realiser un équilibrage parfait des forces d'appui du volet de fermeture 4 et par conséquent d'application du joint 7 sur son siège 8, quels que soient par ailleurs les défauts de centrage ou de parallélisme de l'axe 6, du bras support 5 et d-i volet d'application 4. Comme on le voit encore sur la figure 1, le joint d'étanchéité 7 fait partie intégrante du volet de fermeture 4 auquel il est fixé par l'in- termédiaire d'une plaque 17 et d'un certain nombre de systemes de vis-écrous 18. Dans une réalisation particulière de l'invention, le matériau constituant le joint est choisi pour conserver ses propriétés jusqu'à une température de l'ordre de 1800C, ce qui améliore considérablement la tenue du dispositif à chaud, et notamment lors d'incendies. Sur la figure 2, on retrouve certains des éléments de la figure 1 portant bien entendu les mimes nombres de référence, mais cette figure 2 permet également de voir un certain nombre d'aspects complémentaires ai dispositif de la figure 1. C'est ainsi qu 'on voit notamment sur cette figure 2 le flasque démontable 19 fixé à l'aide d'un certain nombre d'écrous 20 sur l'ouverture 9 de la paroi du caisson 1 par I'intermédiaire d'un joint de flasque 21. Ces moyens de fixation 20 sont temporaires et permettent, comme on le verra ultérieurement, le démontage facile de l'ensemble.Selon l'invention, le caisson 1 comporte des moyens de supportage en rotation 22 de l'axe 6 qui sont constitués ici par un simple palier dans lequel vient s'emmancher a frottement doux l'extrémité de l'arbre 6 comportant, pour faciliter l'opération lors de l'introduction d'un ensemble neuf, une partie pilote de forme conique évasée 23. Le caisson 1 comporte également un moyen de guidage en translation 24 du mgne arbre 6, composé d'une simple bague de guidage, laquelle est également destinée à faciliter, lors des operations de demontage-remontage, l'introduction d'un ensemble neuf.Selon l'invention, le flasque 19 démontable comporte également un palier 25 dans lequel peut tourner l'axe 6 sous l'effet d'une manivelle 26 manoeuvrable en rotation depuis l'extérieur. Sur la figure 3, on a représenté, vu de face, le flasque démontable 19 ainsi que la manivelle 26 de manoeuvre de l'axe 6 et de l'ensemble du volet de fermeture 4. On voit sur la figure 3, la manivelle 26 verrouillée par le système de verrouillage 27 correspondant à la position de fermeture du volet 4 de la figure 1. Deux autres positions de cette même manivelle représentées en traits mixtes sont relatives en ce qui concerne la position 28 à 1' ouverture du système (position 11 du volet 4 sur la figure 1) et en ce qui concerne la position intermédiaire 29 à la position semi-ouverte du même volet 4 permettant sa sortie par translation latérale avec tout l'ensemble de la figure 3 au travers de l'ouverture latérale 9. - Les différentes positions possibles de la manivelle 26 sont repérées par un système de vis de repérage 30 visible sur les figures 2 et 3, qui permet de positionner l'arbre 6 dans l'une des trois positions voulues avant d'effectuer son verrouillage. Les figures 2 et 3 montrent également une poignée 31 portée par le flasque 19 permettant son extraction plus facile lors des opérations de démontage de l'ensemble. Conformément au procédé objet de l'invention, on va décrire maintenant la séquence des quatre opérations successives nécessaires au démontage d'un ensemble usagé pour le remplacer par un ensemble neuf. Sur la figure 4a, on voit le caisson 1 muni de son volet 4 de l'axe 6 et de la manivelle 26. A l'aide d'une clé 32 préalablement introduite dans une enveloppe de plastique 33 venant entourer le caisson 1 de façon étanche sur le rond de gant 36, on désolidarise les moyens de fixation temporaire 20 du flasque 19, ce cpli permet ensuite par simple traction et translation vers l'extérieur, de retirer l'ensemble du volet 4 de l'arbre 6 et de la manivelle 26 à l'intérieur au sac 33, que l'on scinde alors en deux parties 33a et 33b, par une soudure intermédiaire 34, la partie 33b enfermant l'ensemble contaminé que l'on veut remplacer.On parvient alors à une étape représentée sur la figure 4b où l'ouverture 8 de circulation du fluide dans le caisson 1 est seule visible sur la partie gauche de la figure. A ce moment, un nouvel ensemble 4, 6, 26 décontaminé et possédant un joint en état de fonctionnement est introduit dans une deuxieme enveloppe de plastique 35 que l'on vient souder sur la gaine 1 de façon étanche par dessus l'enveloppe 33a. L'enveloppe 35 comporte également une clé 32 permettant les manoeuvres de mise en place du nouvel ensemble 4, 6 et 26. Dans ces conditions, l'opérateur après avoir fixé la deuxième enveloppe 35 ouvre 1' enveloppe 33a, introduit le nouvel ensemble 4, 6, 26 dans le caisson 1, le fixe à l'aide des moyens de fixation temporaire 20 et de la clé 32 dans le caisson 1, puis retire enfin l'enveloppe de plastique 35 lorsque l'opération est terminée. On voit ainsi que le dispositif conforme à l'invention permet de réaliser I'interchangeabilité des différents éléments d'un dispositif d'ouverture-fermeture susceptibles-de se contaminer ou de se dégrader et ce, sous forme d'un échange standard fait à distance sous protection plastique et sans qu'il soit nécessaire d'effectuer aucune intervention à 1' intérieur des gaines ni d'interrompre la circulation du fluide. Parmi les avantages du dispositif, on peut également noter que, dans tous les cas, la pression du fluide de circulation agit dans un sens tel qu'elle tend à appliquer le volet d'obturation 4 sur son siège 8 et à renforcer par conséquent l'étanchéité de l'appareil. Lorsque le dispositif d'ouverture-fermeture objet de l'invention est utilisé dans des ambiances nucléaires, tous les constituants peuvent alors Eacilement être construits, soit en acier inoxydable de différentes nuances, soit en matériaux reglementairement admis pour l'utilisation en ambiance nucléaire. Notamment toutes les brides de fixation, toutes les faces d'appui des regards de passage des volets, toutes les faces d'appui des joints sont massives et subissent un usinage auprès leur assemblage par soudure. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ouverture-fermeture & volet d'obtura- tion interchangeable, notamment pour gaine de ventilation véhi- culant un fluide agressif ou polluant, du genre de ceux qui canprennent un caisson incorporé à la gaine sur le trajet du fluide, muni d'une ouverture à travers laquelle s'ecoule le fluide et coopérant par l'intermédiaire d'un joint avec un volet d'obturation manoeuvrable de l'extérieur pour permettre le réglage de l'écoulement du fluide, caractérisé en ce que le caisson comporte une ouverture latérale par rapport au sens d'écoulement du fluide ayant des dimensions suffisantes pour permettre l'introduction et 1' extraction d1 un ensemble comportant un volet d'obturation monté sur un axe et lié à un flasque adaptable par des moyens de fixation temporaire sur ladite ouverture latérale, ledit flasque étant muni d'un palier étanche dans lequel est monté rotatif ledit axe portant le volet d'obtu- ration de l'ouverture dudit caisson muni de son joint, ledit volet étant manoeuvrable en rotation depuis l'extérieur du caisson à l'aide d'une manivelle liée à l'axe et équipée demoyens de positionnement et de repérage, le caisson comportant, en outre, des moyens de supportage en rotation dudit axe et des moyens de guidage en translation de ce même axe facilitant son introduction et son extraction lors de l'échange dudit ensemble. 2. Dispositif d'ouvertureofermeture selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour permettre un positionnement parfait du joint du volet d'obturation sur sa surface d'appui du caisson, ledit volet d'obturation est monté rotulant sur un bras support fixé à l'axe, par l'intermédiaire d'une rotule d'application et de trois ressorts d'équilibrage centrés au milieu du volet et préalablement tarés et précontraints 3. Procéde de montage et de démontage étanche en fonctionnement du dispositif d'ouverture-fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on effectue l'opération à l'aide dé deux enveloppes en plastique que l'on superpose successivement, la première servant à l'évacuation de l'ensemble contaminé que l'on veut remplacer, et la seconde à l'amenée d'un ensemble neuf.