Brevet FR2445919A1 — publié le 19800801

La présente invention concerne un robinet à soupape pour liquide dangereux, par exemple des liquides fortement radio-actifs, inflammables, explosifs et très toxiques, et pour lesquels il est nécessaire d'enfermer l'appareillage dans une cellule de protection biologique, comme c'est le cas dans l'industrie nucléaire. Pour les installations nucléaires traitant des liquides fortement radio-actifs et très toxiques, notamment pour le retraitement des combustibles irradiés, tout l'appareillage est entouré d'écrans de protection qui arrêtent les rayonnements et empêchent la dissémination de gaz et d'aérosols radio-actifs et toxiques dans la zone de travail où séjourne le personnel. De plus, pour faciliter les interventions d'entretien de cet appareillage en cellule, les équipements doivent présenter un volume mort de rétention nul ou aussi faible que possible, et des précautions sont prises en vue de limiter le plus possible la contamination des parois externes des appareils qu'elle contient. L'appareillage et en particulier-les réservoirs sont, par exemple, entièrement fermés et leurs évents sont reliés par des tuyauteries étanches à des installations de contrôle et de traitement des effluents gazeux et, pour supprimer les risques de fuite, on n'admet aucun assemblage non soudé par brides. Les niveaux de radio-activité ou de toxicité atteints interdisent même souvent toute approche de l'appareillage pour des interventions d'entretien en cellule. Les organes sensibles, tels que les robinets, les pompes, ou leurs composants sujets à usure en service, doivent alors être démontés ou mis en place à distance, et extrait de la cellule ou introduits dans celle-ci au moyen d'enceintes mobiles d'intervention, parfois appelées châteaux de plomb, qui assurent la permanence de la protection biologique du personnel. Le brevet français nO 1 344 957 son addition nO 88 588 et la demande -de brevet en date du 13 AOUT 1976 sous le numéro d'enregistrement national 76/24 748 décrivent une pompe centrifuge auto-amorçante spécialement conçue en fonction de ces impératifs. La conception du robinet à soupape à corps à souder utilisé couramment dans l'industrie ne permet pas d'effectuer le remplacement à distance des organes fixes et mobiles détanchéité. On connait des robinets à soupape dite vannes à cage, dans lesquels l'obturateur se déplace à l'intérieur d'un organe fixe amovible, appelé cage, dont la partie inférieure constitue le siège du robinet et qui est serré entre le chapeau et le corps de la vanne. L'étanchéité entre la cage et le corps de vanne est assurée par des joints qui sont écrasés lors du serrage des boulons de fixation du chapeau sur le corps de vanne. L'obturateur, la cage et les joints forment ainsi un ensemble de pièces amovibles regroupant l'ensemble des organes fixes et mobiles d'étanchéité et d'usure qui peuvent être aisément remplacés sans dépose du corps de vanne. Ces vannes à cage ont toutefois l'inconvénient d'exiger une intervention au contact du matériel et à l'intérieur de la cellule pour déboulonner le chapeau, pour extraire les différentes parties du mécanisme interne et pour les remplacer. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient en fournissant un robinet à soupape ou à piston spécialement conçu pour permettre le remplacement de l'ensemble des organes fixes et mobiles d'étanchéité et d'usure sans intervention à l'intérieur de la cellule, sous enceinte mobile d'intervention ou château de plomb. La présente invention concerne donc une vanne constituée par un corps de vanne, un précorps et un obturateur lié à une tige de commande permettant le déplacement en translation dudit obturateur, ladite vanne étant utilisée à l'intérieur d'une enceinte biologique dont la paroi supérieure est pourvue d'une ouverture convenable, ladite vanne étant caractérisée en ce que - le corps de vanne, soudé à la tuyauterie, présente un siège de forme tronconique, d!axe vertical dont l'évasement est orienté vers ladite ouverture, ledit corps comportant des moyens pour le positionner exactement vis-à-vis de ladite ouverture et à sa partie supérieure périphérique une surface de butée ;; - le précorps présente une partie inférieure externe de forme tronconique, coopérant avec ledit siège et muni de joints, au sommet de laquelle se trouve une surface de butée coopérant à la surface de butée du corps de vanne ; - l'obturateur coulissant à l'intérieur du précorps est muni à sa partie supérieure d'une tige de dimensions suffisantes pour permettre la commande dudit obturateur de l'extérieur de l'enceinte - un bouchon pesant comportant en son axe un logement et/ou un passage pour la tige de l'obturateur , obture l'ouverture pratiquée dans la paroi de l'enceinte biologique et est rendu solidaire du préccrps par l'intermédiaire d'une entretoise présentant une surface de contact en forme de calotte sphériquscentrée sur l'axe de la tige et d'un fourreau éventuellement situé en partie dans le logement du bouchon, présentant une surface d'appui disposée entre la partie inférieure de ladite entretoise et la surface supérieure du du précorps, entourant ladite tige et comportant des moyens pour assurer une étanchéité convenable entre la partie intérieure du précorps et l'extérieur. Oans les vannes selon l'invention le bouchon pesant agissant par son propre poids et/ou par une pression extérieure contrôlée, amène, par l'intermédiaire de l'entretoise et du fourreau, la -surface de butée du précorps en contact avec la surface de butée du corps de vanne ce qui conduit à un écrasement contrôlé des joints portés par la partie inférieure externe du précorps contre le siège du corps de vanne. Dans cette position la vanne est-prête à fonctionner, son ouverture et sa fermeture étant réalisées par un mouvement vertical de l'obturateur obtenu par action sur l'extrémité de la tige sortant hors du bouchon. Lorsque la vanne doit être démontée, une traction sur le bouchon provoque, par l'intermédiaire du disque clavette 21, l'entrainement vers l'extérieur de l'ensemble formé par le précorps l'obturateur, le bouchon, l'entretoise et le fourreau. L'homme de l'art comprendra que, compte tenu de ce que le bouchon agit essentiellement par son poids, et que la mise en place du bouchon doive assurer l'étanchéité entre le siège du corps de vanne et le précorps, il est nécessaire que le corps. de vanne soit aussi exactement positionné que possible par rapport à l'ouverture pratiquée dans l'enceinte biologique qui recevra ledit bouchon. Ce positionnement peut être réalisé par tout moyen connu et notamment par scellement, dans la face inférieure de l'écran biologique, de dispositifs rigides solidaires du corps de vanne ; mais il est également possible de souder à la partie supérieure du corps de vanne un tube sortant par l'ouverture de l'enceinte et c'est alors ce tube qui recevra le bouchon du dispositif selon l'invention. Pour assurer l'étanchéité entre la partie intérieure de la vanne et l'extérieur on utilisera-tout dispositif connu pour cet usage dans les robinets à soupape, ou à piston, par exemple un soufflet entourant la tige et disposé entre la partie inférieure du fourreau et la face supérieure de l'obturateur, des joints de sécurité disposés entre ladite tige et ledit fourreau, et un canal de recueil des fuites pouvant survenir en cas de détérioration du soufflet. Un exemple non limitatif de realisation de l'invention est représenté sur la figure unique. Sur cette figure on a représenté - en 1 le plafond de l'enceinte biologique dans laquelle se trouve située la vanne selon l'invention, - en 2 le corps de la vanne ; comme cela est représenté le siège de cette~ vanne est situé immédiatement au-dessous d'une ouverture ménagée dans le plafond de l'enceinte biologique ; ce corps de vanne est soudé à deux tuyaute teries 3 et 4 ; le corps de vanne présente un siège 5 tronconique et porte des moyens (non représentés) pour porter ledit corps et pour le positionner par rapport à l'ouverture ménagée dans le plafond de l'enceinte , le corps de vanne présente à sa partie supérieure une surface de butée 7 :: - en 8 un prédorps dont la partie inférieure externe de forme tronconique est munie de joints 9, à la partie supérieure de cette partie tronconique la cage comporte sur son pourtour une surface de butée 10 qui vient s'appuyer sur la surface de butée 7 du corps de vanne tout en permettant aux joints 9 de réaliser l'étanchéité souhaitée - en 11 un obturateur qui coulisse verticalement à l'intérieur du précorps et qui est muni à sa partie supérieure d'une tige 12 , cette tige est munie à son extrémité supérieure d'une tige de prolongement avec articulations, - en 13 un bouchon pesant présentant en son axe un logement 14 et un passage 15 pour le passage du prolongement de la tige et l'obturateur ;; ce bouchon obture pratiquement l'ouverture pratiquée dans l'enceinte biologique éventuellement avec l'aide de joints tels que 16 - en 17 une entretoise présentant une surface supérieure 18 ayant la forme d'une calotte sphérique centrée -sur l'axe de la tige ; cette surface sphérique, coopérant avec une surface sphérique correspondante ménagée dans la partie basse de bouchon 13, permet à ce dernier d'assurer une pression convenable sur le précorps même si l'axe dudit bouchon et l'axe du corps ne sont pas dans le prolongement l'un de l'autre ; - en 19 un fourreau disposé autour de la tige et présentant une surface d'appui 20 fixée à la partie supérieure du précorps 8. On notera l'existence, entre la partie supérieure de l'obturateur et la force d'appui du fourreau, d'un soufflet, et l'existence entre le fourreau et la tige de joints de sécurité et d'un canal de recueil des fuites - en 6 un bol métallique soudé au corps de vanne et raccordé à un réseau de collecte, recueille les fuites éventuelles et les égouttures qui peuvent se produire lors du démontage de la vanne. REVENDICATIONS Nouvelle vanne constituée par un corps de vanne, un précorps et un obturateur lié à une tige de commande permettant le déplacement en translation dudit obturateur, ladite vanne étant utilisée à l'intérieur d'une enceinte biologique-dont la paroi supérieure est pourvue d'une ouverture convenable,carac-térisée en ce que - le corps de vanne, soudé à la tuyeuterie, présente un siège de forme tronconique, d'axe vertical dont l'évasement est orienté vers ladite ouverture, ledit corps comportant des moyens pour le positionner exactement vis-à-vis de ladite ouverture et à sa partie supérieure périphérique une surface de butée - le précorps présente une partie inférieure externe de forme tronconique, coopérant avec ledit siège et muni de joints, au sommet de laquelle se trouve une surface de butée coopérant à la surface de butée du corps de vanne ; - l'obturateur coulissant à l'intérieur du précorps est muni à sa partie supérieure d'une tige de dimensions suffisantes pour permettre la commande dudit obturateur de l'extérieur de l'enceinte - un bouchon pesant comportant en son axe un logement et/ou un passage pour la tige de l'obturateur , obture l'ouverture pratiquée dans la paroi de l'enceinte biologique et est rendu solidaire du précorps par l'intermédiaire d'une entretoise présentant une surface de contact en forme de calotte sphérique centrée sur l'axe de la tige et d'un fourreau éventuellement situé en partie dans le logement du bouchon, présentant une surface d'appui disposée entre la partie inférieure de ladite entretoise et la surface supérieure du précorps. entourant ladite tige et comportant des moyens pour assurer une étanchéité convenable entre la partie intérieure du précorps et l'extérieur.