Brevet FR2494394A1 — publié le 19820521

La présente invention a trait à un dispositif à valves pour contr8ler des conduites raccordées bout-à-bout et séparables, notam- ment pour le transbordement de produits pétroliers fluides. On sait que, pour assurer le transbordement de produits pétro- liers fluides entre un tanker et la terre ferme, ou inversement, on utilise des conduites raccordées bout-à-bout, solidaires et séparables, l'une étant installée sur le bateau et l'autre à terre ou constituée par une manche souple flottant sur la mer et reliée à son tour à une installation fixe. Les deux conduites comportent évidemment leurs propres valves lesquelles, en s'ouvrant et se ferment par combinaison réciproque, per- mettent soit la libre communication entre les deux conduites lorsque celles-ci sont réunies ou raccordées entre elles, soit la fermeture étanche de ces conduites lorsqu'elles sont séparées l'une de l'autre, éventuellement de façon imprévue, par exemple lorsqu'il se crée une situation dangereuse. Les dispositifs à valves actuellement utilisés sont constitués par des clapets à bille, convenablement commandés et disposés à pro- ximité des extrémités à accoupler des conduites respectives. Ce système à valves connu, bien qu'efficace pour ce qui concer- ne la fermeture effective hermétique des deux conduites, présente l'in- convénient de préserver entre les deux clapets à bille un certain es- pace dans lequel, une fois les valves fermées, subsiste une certaine quantité de produit qui, lorsqu'on sépare les deux conduites, tombe dans la mer ou sur le bateau, et doit de toute façon être éliminée. Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif à valves de contr8le lequel, en cas de nécessité, assure la fermeture hermétique des deux conduites séparables sans créer un intervalle li- bre quelconque permettant la stagnation du produit. Conformément à la présente invention, ce but est atteint grâce à un dispositif à valves de contrôle pour conduites raccordées bout-à- bout et séparables, en particulier pour le transbordement de produits pétroliers fluides, caractérisé en ce qu'il comprend une première valve de retenue pouvant coulisser dans une première conduite afin d'assurer la fermeture étanche de l'extrémité de cette conduite, une seconde valve de retenue logée à coulissement dans la seconde conduite et qui porte de front contre la première valve, ainsi que des moyens de commande de cette seconde valve et qui, lorsque les conduites sont raccordées bout-à-bout, peuvent être actionnés de façon à déplacer 249439t -2- ladite seconde valve entre une position qui assure la fermeture étanche de l'extrémité jointive de la seconde conduite et une position d'ouver- ture de cette même extrémité par un mouvement de sens contraire à ce- lui-ci dans lequel la première valve est sollicitée, afin de contrain- dre celle-ci à un déplacement analogue pour établir la communication entre les deux conduites. En d'autres termes, au lieu des clapets à bille (actionnés tous deux par des moyens appropriés de commande), on utilise deux val- ves de retenue qui, en tant que telles, ne permettent évidemment aucune formation d'intervalle libre entre elles o pourrait se produire la stagnation d'une certaine quantité du produit. Une de ces valves de retenue est sollicitée élastiquement vers sa position de fermeture, comme d'ordinaire, tandis que l'autre est commandée et commande à son tour le mouvement d'ouverture de la première valve. Il convient de no- ter en outre que, du fait que les deux valves sont en contact frontal entre elles, la sollicitation élastique qui s'exerce sur la première valve est automatiquement transmise à la seconde, ce qui procure l'a- vantage de permettre un rattrapage parfait des jeux et un maintien également parfait des deux valves dans la position précise de ferme- ture étanche. Les caractéristiques de la présente invention ressortiront davantage au cours de la description détaillée qui suit d'un mode pratique de réalisation donné à titre d'exemple non-limitatif, et que montre le dessin annexé, sur lequel: La FIGURE 1 est une coupe axiale montrant les deux conduites raccordées bout-à-bout et équipées du dispositif à valves de contr8le suivant l'invention et, La FIGURE 2 montre en plan, vue d'en haut, le mécanisme qui détermine les mouvements d'ouverture et de fermeture de la valve de retenue commandée par ledit dispositif à valves. Si l'on se réfère tout d'abord à la Figure 1, on y voit deux tronçons de conduites 1 et 2, dont le premier, par exemple, peut être considéré comme étant fixé à une manche flottante sur la mer, alors que l'autre fait partie d'une installation fixe placée sur un navire. Les deux tronçons de conduites ont leurs extrémités libres raccordées bout-à-bout, l'une contre l'autre, et maintenues ainsi réunies mais de façon séparable par un organe d'accrochage 3 qui coopère avec les brides terminales 4 et 5 de ces tronçons de conduites. Cet organe d'ac- crochage peut être constitué, par exemple, par un dispositif à décro- -3- chage rapide, tel que celui décrit et représenté dans une demande anté- rieure de brevet italien déposée par le même Demandeur le 8 Janvier 1979 sous le no 19126 A/79. Un siège annulaire 6, axialement mobile, doté de joints annulaires d'étanchéité 7, 8 et 9, et sollicité élastiquement par des ressorts 10 agissant sur de petits pistons correspondants 11, assu- re l'étanchéité nécessaire entre l'intérieur et l'extérieur des deux X conduites raccordées bout-à-bout et accouplées. Pour contr8ler l'ouverture et la fermeture des conduites 1 et 2, ainsi que la communication entre ces deux éléments, il est prévu un dispositif valvaire qui comprend essentiellement deux valves de rete- nue 12 et 13 s'appliquant de face l'une contre l'autre. La valve 12, qui est une valve normale de retenue sollicitée élastiquement en position de fermeture par un ressort 14, est formée par une tête 15 de forme sensiblement trapézoïdale et par une tige 16 qui en guide les mouvements axiaux tout en étant elle-même guidée par un support 17. Le ressort 14 sollicite la tête 15 vers sa position de fermeture contre un siège fixe 18 situé à l'extrémité de la conduite 1, l'étanchéité nécessaire étant assurée dans cette position par une gar- niture annulaire 19 portée par ladite tête 15. La valve 13 est également dotée d'une tête sensiblement tra- pézoldale 20 dont les mouvements axiaux sont guidés par plusieurs ai- lettes postérieures 21, de préférence au nombre de trois. Avec la tête de valve 20 coopère par l'intermédiaire d'un siège annulaire 22 un siège mobile 23 logé de façon à pouvoir coulisser axialement dans une cavité annulaire 26 prévue dans l'extrémité correspondante de la con- duite 2, tout en étant sollicité élastiquement par plusieurs ressorts 24 soit contre la tête de valve 20 (si la valve 13 est en position de fermeture, comme le montre la Figure 1 en traits pleins), soit contre une bague fixe de retenue 25 (si la valve 13 est en position d'ouver- ture, comme le montre la Figure 1 en traits mixtes). Plusieurs orifices radiaux 27 assurent la libre communication entre la cavité annulaire 26 et l'intérieur de la conduite 2, tandis qu'un joint annulaire 28 in- terdit le passage du produit entre les surfaces externes coopérantes du siège mobile 23 et de ladite cavité 26. Contrairement à la valve 12, la valve 13 est dotée d'un propre système de commande qui en permet le déplacement entre les positions de fermeture et d'ouverture. Ce système de commande comporte un arbre rotatif de commande 29 (dont l'entraînement est assuré par tout moyen adéquat) et un mécanisme à leviers 30 disposé à l'intérieur de la 2 4 9 4 3-, a -4 - conduite 2 et comprenant une manivelle 31 à section seli-circulaire, ainsi qu'une bielle 32 qui s'articule en 33 sur le milieu de la mani- velle 31 ainsi qu'en 34 à l'intérieur d'une fourchette 35 solidaire de la tête de valve 20. Ainsi que le montre la Figure 2, on peut faire pivoter l'arbre 29 sur 900 à partir de la position représentée en traits continus, la- quelle correspond à celle de la Figure 1 et implique la fermeture de la valve 13 et aussi, par conséquent, en raison de la poussée élastique du ressort 14, celle de la valve 12, dans la position indiquée en traits mixtes, ce qui détermine l'avance de la valve 13 jusqu'à sa position d'ouverture dans le sens contraire à celui de la poussée exercée par le ressort 14 sur la valve 12, et produit ainsi le recul simultané de la valve 12 vers sa position d'ouverture, comme le montre clairement la Figure 1 en traits mixtes. Ce mouvement simultané des deux valves a bien entendu pour conséquence d'ouvrir la communication entre les deux conduites. La rotation contraire de l'arbre 29 détermine à son tour la fermeture de la valve 13, qui est automatiquement accompagnée par la valve 12 en raison de la poussée exercée par le ressort 14. Juste avant de parvenir au point mort de son mécanisme de commande à mani- velle, la tête de valve 20 rencontre le siège mobile 23, qui était venu buter précédemment contre la bague fixe de retenue 25, et le déplace légèrement en arrière contre la résistance antagoniste des ressorts 24. La compression de ces derniers est suffisante pour engendrer immé- diatement une pression propre à assurer l'étanchéité requise entre la tête de valve 20 et le siège annulaire 22, après quoi, la pression du produit fluide augmentant dans la conduite 2 en raison de la ferme- ture de la valve 13, ce produit traverse les orifices 27 et cette pres- sion du fluide vient s'ajouter à celle des ressorts 14 de manière à améliorer encore l'étanchéité du dispositif. Comme on l'a indiqué plus haut, la valve 12 accompagne le mou- vement de fermeture de la valve 13, et vient buter à son tour contre le siège fixe 18. Par sa poussée, et en tirant parti de la mobiblité du siège 32, la valve 12 est en mesure d'assurer le rattrapage des jeux du mécanisme à manivelle 30 afin d'assurer une mise en place parfaite des deux valves dans la position précise de fermeture. Les deux valves étant alors fermées, comme le montre la Figure 1, on peut ouvrir le dispositif d'accrochage 3 et ensuite séparer les deux conduites sans aucune perte de produit. Les deux conduites restent - 5 - en effet pourvues de valves autonomes de fermeture d'extrémité, et il ne subsiste aucun résidu de produit entre les deux valves portant de manière frontale l'une contre l'autre, ce qui supprime les problèmes d'élimination, de nettoyage, etc. -6 - R E V E N D I C A T IO N S 1. Dispositif à valves de contrôle pour conduites raccordées bout-à-bout et séparables, notamment pour le transbordement de pro- duits pétroliers fluides, caractérisé en ce qu'il comprend une pre- mière valve de retenue (12) logée à coulissement dans une première conduite (1) et sollicitée élastiquement vers l'extrémité libre de ladite première conduite (1) pour en assurer la fermeture étanche, une seconde valve de retenue (13) logée à coulissement dans la secon- de conduite (2) et portant de manière frontale contre ladite premié- re valve (12), ainsi que des moyens de commande (30) de ladite seconde valve (13), qui peuvent Atre actionnés lorsque les conduites sont raccordées bout-à-bout entre elles de façon à déplacer ladite se- conde valve (13) entre une position de fermeture étanche de l'extré- mité raccordée de la seconde conduite (2) et une position d'ouverture de la même extrémité par un mouvement en sens contraire de celui dans lequel ladite première valve (12) est sollicitée élastiquement, afin de contraindre celle-ci à un déplacement analogue pour assurer l'ou- verture de la communication entre les deux conduites. 2. Dispositif à valves selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la première valve (12) coopère avec un siège fixe (18), tan- dis que la seconde valve coopère avec un siège mobile (23) sollicité élastiquement vers sa position d'engagement étanche avec ladite se- conde valve (13). 3. Dispositif à valves selon la Revendication 2, caractérisé en ce que ledit siège mobile (23) est monté à coulissement dans une cavité (26) qui communique avec l'intérieur de ladite seconde conduite.