Brevet FR2501326A1 — publié le 19820910

Vanne à double effet. La présente invention concerne une vanne à double effet adaptée pour former notamment une vanne de sécurité pour le circuit d'un fluide tel qu'un gaz. La vanne A double effet selon la présente invention cox prend une enceinte ; un premier plateau et un second plateau deliinitant dans ladite enceinte, entre eux, une chambre principale dans laquelle arrive le gaz, du côté du premier plateau une première chambre secondaire soumise A une pression de référence et du côté dudit second plateau une seconde chambre secondaire soumise à une pression au moins égale à ladite pression de référence et dont le premier plateau peut reposer d'une manière étanche sur un siège en étant susceptible de s 1ouvrir à l'intérieur de ladite chambre principale et dont le second plateau peut reposer d'une marnière étanche sur un second siège en étant susceptible de s'ouvrir A l'intérieur de ladite seconde chambre secondaire ; un premier moyen élastique agissant sur ledit premier plateau pour que celui-ci ne s'ouvre que si la pression du gaz dans ladite chambre principale est inférieure ou égale à la pression de référence en vue de mettre en communication ladite première chambre secondaire avec ladite chambre principale ; et un second moyen élastique agissant sur ledit second plateau pour que celui-ci ne s'ouvre que si la pression du gaz dans ladite chambre principale est supérieure ou égale A une valeur déterminée supérieure à ladite pression de référence en vue de mettre en communication ladite chambre principale avec ladite seconde chambre secondaire. Ainsi, lorsque la pression du gaz est inférieure à ladite pression de référence, il se produit un écoulement de la première chambre secondaire dans la chambre principale Si bien que la pression du gaz dans la chambre principale et donc dans son circuit ne peut être infé rieur à la pression de référence. En outre, lorsque la pression du gaz est supérieure A une valeur déterminée supérieure à la pression de référence, il se produit un écoulement de la chambre principale dans la deuxième chambre secondaire Si bien que la pression du gaz dans la chambre principale ou dans son circuit ne peut être supérieure à la valeur déterminée choisie, une partie du gaz étant en conséquence évacuée. La vanne à double effet selon la présente invention comprend de préférence des moyens montés sur l'un desdits plateaux pour amender le gaz dans ladite chambre principale. Selon la présente invention, ladite enceinte est de préférence de forme cylindrique et comprend-une paroi périphérique sur laquelle sont formés deux épaulements annulaires intérieurs formant lesdits sièges sur lesquels peuvent reposer deux plateaux en forme de disque et une première et une seconde parois d'extrémité deliitant respectivement lesditeapremiere et seconde chambres secondaires. Selon la présente invention, la vanne comprend de préférence une tubulure d'entrée dans la chambre principale fixée audit premier plateau traversant ladite premiere paroi d'extrémité de ladite enceinte, cette tubulure étant reliée a une conduite d'amenée du gaz par l'inter médiaire d'un-soufflet élastique. Ledit premier plateau peut en outre porter une tubulure de sortie de la chambre principale, cette tubulure -traversant ladite premiere paroi d'extrémité et étant reliée A une conduite de sortie par l'intermédiaire d'un soufflet élastique, Si bien que le gaz peut circuler dans la chambre principale. Selon la présente invention, la paroi cylindrique périphérique de l'enceinte est formée, de préférence, par deux parties semblables assemblées,. comprenant chacune une bague cylindrique et une saillie inté- rieure annulaire -formant un desdits sieges. Selon la présente invention, lesdits moyens élastiques sont de préférence formés par des ressorts, des moyens étant prévus pour régler la compression des ressorts en vue d'ajuster lesdites pressions. Selon la présente invention, lesdits plateaux reposent de préférence sur lesdits sieges par l'intermédiaire de joints d'étanchéité. On peut noter que la vanne à double effet selon la présente invention est particulièrement bien adaptée pour-etre sensible à des différences de pression très faibles. Il suffit en effet de choisir des plateaux ayant une surface en conséquence et d'adapter convenablement l'élasticité des moyens élastiques agissant sur ces plateaux. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'une vanne à double effet décrite. à titre d'exemple non limitatif et illustré par la figure unique annexée. La vanne A doubl-e effet représentée sur la figure et repérée d'une manière générale par la référence 1 comprend une enceinte repérée d'une manière générale par la référence 2, cette enceinte étant cylindrique dans son ensemble. L'enceinte 2 comprend une paroi périphérique formée par deux parties cylindriques 3 et 4 o l'intérieur desquelles s'étendent des saillies 5 et 6 formant épaulement, si bien que la paroi périphérique de l'enceinte 2 a une section formée par deux L superposés. L'enceinte 2 comprend également deux parois d'extrémité 7 et 8 parallèles. La paroi 7, les partes cylindriques 3 et 4 et la paroi 8 sont empilées et peuvent être maintenues assemblées par tout moyen et en particulier par des vis non représentées. On peut rerårquer-qu'entre l'épaulement 6 et l'epau- lement 5 et entre l'épaulement 5 et la paroi 7 sont ménagés des espaces axiaux, l'épaulement 6 etant adjacent A la paroi d'extrémité 8. Des plateaux en forme de disques 9 et 10 susceptåbles de se déplacer axialement peuvent prendre appai sur les épaulesents annulaires 5 et 6 par l'intermédiaire de joints annulaires 11 et 12 et sont dans cette position paralleles. Les plateaux 9 et JO délimetent entre eux une chaire principale 13. Le plateau 9 délimite avec la paroi d'extré- mité 7 de l'enceinte 2 une chambre secondaire -14 et le plateau 10 déli- mite avec la paroi d'extrémité 8 une seconde chambre secondaire 15. Les plateaux 9 et 10 sont disposés par rapport aux épaùle mentis 5 et 6 de telle sorte que le plateau 9 peut s'ouvrir A l'intérieur de la chambre secondaire 14 pour mettre en connication cette chambre avec la chambre principale 13 et le plateau 10 peut s'ouvrir A l'intérieur de la chambre principale 13 de tanière A mettre en communication la chambre secondaire 15 avec la chambre principale 13. Cosse on peut le voir sur la figure, des ergots 16 sont fixés A la paroi d'extrémité 7 et pénètrent dans des évidements 17 prévus dans le plateau 9, ces ergots disposés à la périphérie du plateau 9 servant à son guidage lors de son déplacement. Des tubes taraudés 18 et 19 sont respectivement montés sur les parois d'extrémité 7 et 8 de l'enceinte 2 de manière à s'étendre selon l'axe et à l'extérieur de cette enceinte, les orifices taraudés centraux des tubes 18 et 19 communiquant respectivement avec les chambres secondaires 14 et 15. Des vis 20 et 21 sont respectivement disposées dans les trous taraudés des tubes 18 et 19. Un ressort de compression 22 est disposé axialement entre la vis 20 et le plateau 9 et un ressort de compression 23 est disposé axialement entre la vis 21 et le plateau 10. Fur la paroi d'cxtréité 7 de l'enceinte 2 est également riotée une tubulure 24 qui permet de relier la chambre secondaire 14 A un appareil extérieur. Sur le plateau 10 et parallelement A l'axe de l'enceinte 2 sont montés deux tubes 25 et 26 communiquant avec l'intérieur de la chambre principale 13. Les tubulures 25 et 26 s'étendent vers l'extérieur au-del de la paroi dtestrémité 8 et traversent respectivement des orifices 27 et 28 prévus dans cette paroi, ces orifices 27 et 28 ayant un diametre nettement supérieur au diametre des tubulures 25 et 26 si bien que la chambre secondaire 15 est reliée A l'atmosphere. Les tubulures 25 et 26 sont reliées A des conduites fixes 29 et 30 d'une installation par l'intermédiaire de soufflets élastiques 31 et 32 qui rendent le plateau 10 indépendant de contraintes extérieures. On peut noter que-dans l'exemple représenté, les plateaux 9 et 10 sont horizontaux et que le plateau 9 est au-dessus du plateau 10, le ressort 22 agissant dans le même sens que le poids du plateau 9 en direction de l'épaulement 5 alors que le ressort 23 agit dans le sens contraire au poids du plateau 10 et des éléments -qui y sont associés, dans le sens qui l'éloigne du siège 6.* On va maintenant décrire cotent fonctionne la vanne A double effet représentée. Dans un exemple de fonctionnement possible, le ressort 23 est réglé ou taré A l'aide de la vis 21 de telle sorte que, lorsque la pression dans la chambre prinéipale:' 13 est égale ou inférieure à la pression atmosphérique, le plateau 10 s'éloigne du siège 6isi bien que les chambres 13 et 15 sont en communication et qu'en conséquence de l'air pénètre dans la chambre 13 et dans le circuit du gaz.Le ressort 22 est réglé ou taré A l'aide de la vis 20 de telle sorte que, lorsque la pression dans la chambre 13 est égale ou supérieure A une valeur déterminée et si 1 pression dans la chambre secondaire 14 est inférieure à cette valeur déterminée, le plateau 9 s'éloigne du siege 5 et un épaulement de gaz a lieu depuis la chambre principale 13 dans la chambre secondaire 14 en vue d'une évacuation du gaz par la tubulure 24. Lorsque la pression dans la chambre 13 est comprise entre la pression atmosphérique et ladite valeur determinee, les plateaux 9 et 10 reposent sur les sièges 5 et 6 d'une manière étanche et le gaz circule dans la vanne A double effet normalement. Le sanve A double effet qui vient d'être décrite est parti culièrement bien adaptée pour pouvoir former une vanne de sécurité dans une installation de production de méthane à partir de fumier. En effet, dans une telle iastallation, on utilise fréquemment un fermenteur comprenant une enveloppe en matière plastique relativement souple. Il est donc necessaire que la pression A l'intérieur de cette enveloppe ne soit pas inférieure A la pression atmosphérique pour éviter une inplosion et ne soit pas supérieure A une valeur déterminée proche de la pression atmosphérique pour éviter une exploision, la pression atmosphérique constituant donc une pression de référence. A cet effet, on relie par exemple la tubulure 25 au conduit de sortie de méthane du fermenteur, on relie la tubulure 26 à une utilisation quelconque si bien que tout le méthane produit traverse la chambre principale 13 qui se trouve alors sensiblement A la même pression que la pression régnant a l'intérieur du fermenteur.On peut par ailleurs relier la tubulure 24 de sortie de la chambre secondaire 14 notamment A une torchère ou A un ballon de récupération. Dans une réalisation envisagée d'une telle installation de production de méthane, on a prévu que le fermenteur fonctionne à une pression normale relative de I millibar, que la vanne A double effet J soit réglée de telle sorte que le plateau 10 s'ouvre lorsque la pression du méthane dans la chambre principale 13 et en conséquence dans le fen en- teur descend A 0 millibar relatif si bien qu'en dessous de 0 millibar de l'air atmosphérique va pénétrer dans le circuit de éthane et que le clapet 9 s'ouvre lorsque la pression relative monte A 1,5 millibars si bien qu'en dessus de cette pression une partie du méthane va s'échapper par la chambre secondaire 14 et la tubulure d'évacuation 24. De cette maniere, il est possible de maintenir dans le fermenteur une pression relative comprise entre 0 millibar et 1,5 aullibars afin que l'instar lation fonctionne dans de bonnes conditions de eecurité. Les valeurs limites des pressions relatives ci-dessus sont évidement fonction du tarage des ressorts 22 et 23 qui dépendent eux memes de la surface des plateaux 9 et 10 et de leur poids. La présente invention ne se limite pas A l'exemple de réali station et d'utilisation ci-dessus décrit. En effet, la vanne A double effet selon la présente invention peut notamment s'appliquer si l'on désire protéger une installation dans laquelle notamment la pression normale de fonctionnement est comprise entre deux valeurs limites rapprochéeseou si l'on désire deux sens d'écoulement l'un permettant un écoulement et l'autre un rmélangeage. REVEND2CATIONS 1. Vanne A double effet adaptee-pout former notamment une vanne de sécurité pour le circuit d'un fluide tel qu'un gaz caractérisée par -le fait qu'elle comprend une enceinte ; un premier plateau et un second plateau délimitant dans ladite enceinte, entre eux une chambre principale dans laquelle arrive-le gaz, du côté du premier plateau une première chambre secondaire soumise A une pression de référence et du eS té dudit second plateau une seconde. chambre secondaire soumise A une pression au moins égale A ladite pression de référence et dont le premier plateau peut reposer d'une manière étanche sur un siège en étant susceptible de s'ouvrir à l'intérieur de ladite chambre principale et dont le second plateau peut reposer d'une manière étanche sur un second siège en étant susceptible de s' ouvrir A l'interieur de ladite seconde chambre secondaire ; un premier moyen élastique agissant sur ledit premier plateau pour que celui-ci ne s'ouvre que si la pression-du gaz dans ladite chambre principale est égale ou inférieure ladite pression de référence en vue de mettre en communication ladite première-chambre secondaire avec ladite chambre principale ; et un second moyen élastique agissant sur ledit second plateau pour que celui-ci ne a' ouvre que si la pression du gaz dans ladite chambre principale est égale ou supérieure A une valeur déterminee supérieure A ladite pression de référence en vue de mettre en communication ladite chambre principale avec ladite deuxième chambre secondaire. 2. Vanne selon-la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens montés sur l'un desdits plateaux pour amener ledit gaz dans ladite chambre principale. 3. Vanne selon la revendication J > caractérisée par le fait que ladite enceinte est de-forme cylindrique et comprend une paroi péri- phénique cylindrique dans laquelle sont formés deux épaulements annulaires intérieurs formant lesdits sièges et une première et une deuxième paroi d'extrémité délimitant lesdits premières et secondes chambres secondaires et que lesdits plateaux sont en forme de disque. 4. Vanne selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'elle comprend une tubulure d'entrée dans ladite chambre principale fixée audit. premier plateau et traversant ladite première paroi d'extré- mité, cette tubulure étant reliée A une conduite d'amenée du gaz par l'intermédiaire d'un soufflet élastique. 5. Vanne selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ledit premier plateau porte en outre une tubulure de sortie de la chambre principale, cette tubulure traversant ladite première paroi d'est tremité et étant reliée à une conduite de sortie par l'intermédiaire d'un soufflet élastique, si bien que le gaz peut circulier dans la chambre principale. 6. Vanne selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la paroi cylindrique de l'enceinte est formée par deux parties sem- blables assemblées comprenant chacune une bague cylindrique et une saillie intérieure annulaire formant un desdits sièges. 7. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits moyens élastiques sont formés par des ressorts, des moyens-étant prévus pour-régler la compression des ressorts. 8. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits plateaux reposent sur lesdits sièges par l'intermédiaires de joints d'étanchéité.