Brevet FR2486240A1 — publié le 19820108

La présente invention concerne une vanne en particulier pour le prélèvement d'échantillons sur une conduite de liquide. Elle concerne plus spécialement une vanne pour le prélèvement d'échantillons de liquides toxiques et/ou polymérisant facilement tels que par exemple de la suspension acrylique. Dans le procédé de fabrication des fibres d'acrylonitrile, sur certaines installations, il est prévu de recycler à la sortie du polymériseur, une partie de la suspension acrylique, dite suspension non épuisée constituée par du produit polymérisé et du produit non polymérisé. I1 s'agit d'un produit toxique sur lequel on effectue régulièrement des prélèvements d'échantillons à des fins d'analyse. De façon courante, pour cette opération, une sortie est ménagée latéralement dans une tuyauterie de transport, ladite sortie pouvant autre ouverte ou fermée au moyen d'une vanne telle que vanne à boule. Mais ce type de montage et de matériel ne donnent pas satisfaction. Il y a formation d'un corps mort entre l'obturateur de la vanne et la tuyauterie de transport. Dans ce corps mort, la suspens ion acrylique polymérise et forme un bouchon. Avant chaque prise d'échantillon, il est nécessaire de ringarder, vanne ouverte, afin de déboucher l'installation et de laisser couler le temps nécessaire à un bon nettoyage. Cela présente deux inconvénients rejet dans l'atmosphère d'un produit toxique et perte non négligeable de matière. La vanne selon la présente demande permet d'éviter ces inconvénients. I1 s'agit d'une vanne trois voies pour liquides comprenant un corps de vanne jauni d'un conduit principal dont une extrémité constitue l'entrée du liquide et dont l'autre extrémité constitue une sortie principale et d'un conduit secondaire transversal au conduit principal, caractérisé par le fait qu'elle comporte - un piston pouvant coulisser dans le conduit secondaire et péné trer en partie dans le conduit principal, ledit piston compor tant une tete d'obturation du conduit secondaire et un canal ayant une entrée située sur la face latérale du piston en aval de la tette d'obturation et une sortie constituant la sortie secondaire de la vanne, - des moyens assurant le déplacement du piston entre deux pistons une première position selon laquelle la tete d'obturation ferme le conduit secondaire, l'entrée du canal du piston étant située à l'air libre, une deuxième position selon laquelle le piston a pénétré en partie dans le conduit principal, l'entrée du canal est située dans ledit conduit principal et recueille au moins une partie du liquide laquelle s'évacue par la sor tie secondaire. Au montage de la vanne, l'entrée et la sortie principale sont branchées directement sur la tuyauterie dans laquelle on doit effectuer le prélèvement, le conduit principal de la vanne constituant ainsi un tronçon de ladite tuyauterie. Le conduit secondaire est de préférence perpendiculaire au conduit principal. La tete d'obturation est en matériau compatible avec le matériau du corps de vanne de façon à éviter toute corrosion par effet électrochimique. L'extrémité de ladite tete d'obturation présente de préférence une face concave dont le profil épouse la forme du conduit principal. Ainsi, quand le piston occupe la première position ou position "REPOS", la tete d'obturation n'offre aucune entrave à l'écoulement dans le conduit principal. Le canal pratiqué dans le piston comporte une portion longitudinale s'étendant de préférence dans l'axe du piston. Cette portion communique avec la face latérale du piston par un trou percé dans la paroi du piston immédiatement en aval de la tete d'obturation et dont le débouché constitue entrée du canal. Avantageusement, lorsque le piston occupe la deuxième position, ou position "PRELEVEMENT" l'entrée du canal est située en face de l'arrivée du liquide dans la vanne. L'6tanch6ttd du piston avec la paroi du conduit secondaire est réalisée par tous moyens connus tels que joints, segments... Le déplacement du piston peut etre réalisé par tous moyens mécaniques connus tels que système tige filetée-écrou, crémaillère, etc.. à commande manuelle. Il peut également etre assuré par des moyens à commande électro-magnétique. Mais l'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple de réalisation ci-après, donné à titre illustratif mais non limitatif. - La figure 1 est une vue de face en coupe selon BB, le piston étant en position "REPOS", - La figure 2 est une vue de côté en coupe selon AA de la figure 1, - La figure 3 représente la vanne selon la figure 1, le piston occupant la position "PRELEVEMENT". La vanne représentée sur les figures comporte un corps de vanne 1 définissant un conduit principal cylindrique 2, muni d'une entrée 3 et d'une sortie principale 4. L'entrée 3 et la sortie principale 4 sont raccordées respectivement à deux tronçons 5 et 6 d'une conduite dans laquelle circule le liquide dont on veut effectuer des prélêvements. Le corps de vanne 1 comporte également un conduit secondaire cylindrique 7, perpendiculaire au conduit principal 2, et dans lequel peut se déplacer un piston 8. Le piston 8 comporte une tete d'obturation 9 du conduit secondaire 7 réalisée dans le meme matériau que le corps de vanne 2, soit par exemple de l'aluminium à 95 Z. L'extrémité 10 de la tete 9 présente une forme concave épousant exactement la forme du conduit principal 2 (figure 2). Ainsi dans la position "REPOS" (figures 1 et 2) ladite tete 9 ne constitue pas un obstacle à l'écoulement dans le conduit 2. Dans le corps cylindrique du piston 8 est percé un canal cylindrique coaxial 11, débouchant d'une part à l'extrémité 12 du piston opposée à la tete 9 et d'autre part, à la surface latérale du piston, immédiatement en aval de la tete 9, par un trou latéral 13 percé dans le corps du piston. Comme cnie remarqte ,en particulier à la figure 3, le trou 13 débouche face à l'entrée 3 du liquide, lorsque le piston occupe la position "PRELEVEMENT". Lorsque le piston occupe la position "REPOS" (figures 1 et 2), le trou 13 débouche à l'air libre. Le corps du piston est fileté extérieurement dans la partie opposée à la tete et est en prise avec un écrou rotatif 14 solidaire d'un volant de manoeuvre 15. L'écrou est monté dans une chape 16, solidarisée avec le corps de vanne 1 par boulonnage au moyen de tiges - entretoises 17 et d'un jeu de deux plaques 18, 19 enserrant le corps de vanne 1 et maintenues également par un boulonnage schématisé par les axes 20. Le corps du piston est muni de deux butées de fin de course 21, 22, la butée 22 servant également à immobiliser le piston en rotation. L'étanchétté de la tête d'obturation 9 avec le conduit secondaire est réalisée par des joints 23 soumis à l'action d'une presse-étoupe 24 vissée sur la plaque 18. Fonctionnement Dans la position "REPOS" (fig. 1 et 2), la totalité du liquide circule normalement dans la tuyauterie 5-6 en traversant le conduit principal 2. La tete d'obturation 9 ferme complètement le conduit secondaire 7, il n'y a aucun écoulement par ce conduit. L'orifice latéral 13, d'entrée du canal 11, est situé à l'air libre. Ainsi, l'entrée 13 comme la sortie 12 du canal 11, sont accessibles de l'extérieur et ledit canal 11 peut etre facilement nettoyé et maintenu dans un état permanent de propreté. Pour effectuer un prélèvement, on manoeuvre le volant 15, ce qui par l'intermédiaire de l'écrou 14 entratne le déplacement du piston 8 en direction de l'axe du conduit principal 2. En fin de course la tete d'obturation 9 et l'orifice 13 se trouvent à l'intérieur du conduit 2. Une partie du liquide arrivant par l'entrée principale 3 pénètre dans le canal ll par l'orifice 13 et s'écoule par la sortie 12 où il peut etre recueilli. Etant donné que le canal 11 est maintenu parfaitement propre et qu'il n'y a aucun corps mort dans le conduit 2, le liquide peut etre recueilli dès le début de son écoulement car la partie ainsi prélevée est représentative de l'état dans le conduit 2. Lorsque le prélèvement est effectué, on manoeuvre le volant 15 en sens inverse, ce qui a pour effet de ramener le piston 8 en position "REPOS", la tete 9 obturant totalement le conduit secondaire 7. Le dispositif selon la présente demande présente au moins deux avantages principaux - pas de perte de matière au prélèvement ; en effet le liquide peut etre recueilli dès qu'il commence à s'écouler par la sortie 12 puisqu'il n'y a pas de bouchon et que le canal Il peut etre maintenu propre en permanence, - lorsqu'on travaille sur un produit toxique, le risque de pollu tion est pratiquement supprimé, car il n'y a plus de rejet du produit dans l'atmosphère. Bien évidemment, la vanne selon la demande, peut présenter des variantes de réalisation. Par exemple la commande par tige filetée écrou peut etre remplacée par un système à crémaillère afin de faire la manoeuvre plus rapidement. De même, la commande manuelle peut etre remplacée par une commande électro-magnétique. L'invention est applicable en particulier à la prise d'échantil lons, ceci pour tous liquides. Elle s'applique tout spécialement aux liquides toxiques et/ou polymérisant facilement, tels que la suspens ion acrylique. REVENDICATIONS 1. Vanne trois voies pour liquides, comprenant un corps de vanne (1) muni d'une conduit principal (2) dont une extrémité (3) constitue l'entrée du liquide et dont l'autre extrémité (4) constitue une sortie principale et d'un conduit secondaire (7) transversal au conduit principal, caractérisé par le fait qu'elle comporte - un piston (8) pouvant coulisser dans le conduit secondaire et pénétrer en partie dans le conduit principal, ledit piston comportant une tette d'obturation (9) du conduit secondaire et un canal (11) ayant une entrée (13) située sur la face latérale du piston immédiatement en aval de la teste d'obtura tion et une sortie (12) constituant la sortie secondaire de la vanne, - des moyens (14 - 15) assurant le déplacement du piston entre deux positions, . une première position selon laquelle la tête d'obtu ration ferme le conduit secondaire, l'entrée du canal du piston étant située à l'air libre, . une deuxième position selon laquelle le piston a pé nétré en partie dans le conduit principal, l'entrée du canal est située dans ledit conduit principal et recueille au moins une partie du liquide laquelle s'évacue par la sortie secondaire. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le conduit secondaire (7) est perpendiculaire au conduit princi pal (2). 3. Vanne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le canal (11) du piston (8) comporte une portion lon gitudinale s'étendant dans l'axe dudit piston, l'entrée du canal étant constituée par un trou (13) percé dans la paroi du piston. 4. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'extrémité de la tête d'obturation (9) présente une face concave (10) dont le profil épouse la forme de l'intérieur du conduit principal. 5. Vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les moyens assurant le déplacemént du piston sont constitues par un système tige filetée-écrou (14). 6. Vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les moyens assurant le déplacement du piston sont constitués par un système à crémaillère. 7. Vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les moyens assurant le déplacement du piston sont électromagnétiques.