Brevet FR2503826A1 — publié le 19821015

1. La présente invention concerne un dispositif pouvant être utilisé dans le montage et le démontage d'une vanne, alors qu'est maintenu le contrôle de pression dans un sys- tème de tuyauterie ou analogue situé immédiatement en amont de l'emplacement de la vanne. Des noms courants pour le dis- positif de ce type particulier sont "outil de bouchage" et "outil de démontage de vanne". Typiquement, lorsqu'une vanne doit être extraite d'une conduite, elle est fermée et la bride située à son extrémité en aval est démontée du systè- me. L'outil est aménagé avec un bouchon et fixé de manière étanche à la bride. La vanne est alors ouverte et l'outil manoeuvré de façon à insérer le bouchon, par l'intermédiai- re de la section en aval du trou traversant du logement et de la cavité de la vanne, dans la section située en amont du trou traversant du logement o il est maintenu en place de façon étanche dans l'alésage du joint de conduite ou ana- logue situé immédiatement en amont de la vanne. A cette fin, le joint de conduite, par exemple, peut avoir été muni à l'origine d'un filetage interne destiné à venir s'accoupler avec le filetage extérieur du bouchon de conduite. L'opéra- tion d'insertion du bouchon étant accomplie, la tête de l'outil est retirée du bouchon, et la vanne peut être démon- tée en toute sécurité. Lors de l'installation d'une vanne réparée, remise en état, d'une vanne différente au d'une nouvelle vanne dans la conduite munie d'un bouchon, l'outil 2503 826 2. ou un outil similaire peut être utilisé de la même façon pour démonter et retirer le bouchon, sur quoi la vanne peut être fermée, et la conduite en aval rebranchée à la vanne. L'organe d'actionnement d'un outil de démontage de vanne comporte deux éléments liés l'un à l'autre: un piston tubulaire ayant une tête de travail à une extrémité, et une tige rotative qui ne s'élève pas. Le logement de l'outil constitue un cylindre pour le piston et supporte la tige. Le piston est claveté à la tige pour pouvoir tourner avec elle. Le piston est actionné par la pression d'un flui- de et est à double effet, deux orifices de pressurisation respectifs étant pratiqiés dans le logement. Par conséquent, la tête de travail peut être avancée et reculée sans être mise en rotation, en appliquant la pression du fluide aux côtés axialement opposés du piston, et être mise en rotation sans être avancée ou recelée, en faisant tourner la tige. Une manivelle permet de faire tourner la tige. Le logement comporte un orifice d'examen permettant d'inspecter la posi- tion du piston dans l'espace, et de s'assurer ainsi de la position longitudinale et angulaire de la tête de travail. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure lA est une vue en coupe longitudinale d'une partie extrême (extérieure) de l'outil de démontage de vanne; et La figure 1B est une vue en coupe longitudinale de l'autre partie extrême (intérieure) de l'outil de démon- tage de vanne. Les figures 1A et 1B peuvent être réunies l'une à l'autre le long des lignes en trait mixte A-A, B-B pour donner une indication de l'aspect et de la structure de l'outil. En pratique, l'outil peut être relativement plus long, ou plus court, de façon à obtenir une extension lon- gitudinale maximum plus grande, ou plus petite, de la tête de travail. L'outil 10 de démontage de vanne comporte un 3. logement 12 qui comprend un corps tubulaire 14 ayant un chapeau d'extrémité intérieur 16 et un chapeau d'extrémité extérieur 18. Chaque chapeau a une paroi extrême respecti- ve 20, 22 munie d'une ouverture centrale respective 24, 26 et d'une jupe tubulaire respective 28, 30. Les chapeaux 16, 18 sont vissés sur les extrémités respectives du corps tu- bulaire 14 en 32, 34, des joints annulaires chapeau-corps étant prévus en 36, 38. Les chapeaux sont maintenus en pla- ce par des moyens de vis de pression 40, 42, respectivement. Chaque chapeau comporte coaxialement, un bossage tubulaire 44, 46 s'étendant à partir de sa paroi extrême dans la direction axialement opposée à celle de sa jupe.Le diamètre intérieur de chaque bossage 44, 46 est quelque peu supérieur au diamètre de l'ouverture centrale 24, 26 de la paroi extrême du chapeau respectif, de façon à former 'un épaulement annulaire de support, respectivement, pour l'ex- trémité d'un empilage respectif 48, 50 d'éléments de roule- ment et d'étanchéité annulaires. A l'extrémité intérieure, l'empilage 48 est mainte- nu en place par une bague de retenue fendue 52 qui se monte dans une rainure intérieure s'étendant circonférentiellement, débouchant radialement vers l'intérieur du bossage 44. A l'extrémité extérieure, l'empilage 50 est maintenu en place par un organe de retenue de garniture 54 qui est assis sur l'extrémité axialement extérieure du bossage 46 et par con- séquent déborde du bossage suivant une étendue limitée. L'organe de retenue de garniture 54 est, à son tour, maintenu en place par un autre logement de palier en forme de chapeau 56, qui comporte une paroi extrême 58 et une ju- pe tubulaire 60. La jupe 60 est filetée intérieurement de façon à se visser sur le bossage 46 jusqu'à ce que son épau- lement intérieur 62 vienne buter contre l'organe de retenue de garniture 54. Une vis de pression 64 bloque le logement 56 en position. La paroi extrême 58 comporte une ouverture centrale 66. A l'intérieur de l'a paroi extrême, on a prévu une rainure circonférentielle débouchant radialement vers l'intérieur pour la réception d'un palier radial annulaire 68 et d'un râcleur annulaire de tige 70. L'ouverture 66 a un 2503 825 4. diamètre inférieur au diamètre intérieur de la jupe 60 de façon à former une chambre pour palier dans laquelle sont reçus deux empilages 72, 74 d'éléments de palier en butée, un interstice axial les séparant. Les paliers 68 et 72, 74 supportent, respectivement, radialement et axialement une tige 76 rotative, ne s'élevant pas, qui est en saillie sur le logement de palier 5,6 en pas- sant par l'ouverture centrale 66. A l'extérieur du logement, la tige 76 comporte un moyen qui en permet la rotation.Ty- piquement, celui-ci est constitué d'une manivelle à main 78 fixée à l'extrémité extérieure de la tige en 80.(Le moyen permettant la rotation pourrait être un volant, un moteur à engrenage ou analogue). La tige 76 s'étend axialement vers l'intérieur en passant par le bossage 46 dans lequel elle est radialement supportée et rendue étanche vis-à-vis du chapeau d'extrémité 18 par l'empilage 50 d'éléments annulaires de roulement et d'étanchéité. La tige 76 s'étend d'autre part, axialement vers l'intérieur, en passant par l'ouverture centrale 26 du chapeau d'extrémité 18 pour entrer dans une chambre cylindri- que 82 formée à l'intérieur du logement 14 entre les cha- peaux 16, 18. L'extrémité intérieure dans le sens axial de la tige 76 est située en 84 à proximité de l'extrémité axialement intérieure de la chambre 82. Sur sensiblement la totalité de la longueur de la chambre 82, la tige 76 comporte une rainure à clavette 86 s'étendant essentiellement dans le sens longitudinal, qui débouche radialement vers l'extérieur. Le logement comporte deux orifices de pressurisa- tion de la chambre 82, l'un des orifices (88) étant situé à l'extrémité axialement intérieure de la chambre 82 et l'au- tre orifice (90) à l'extrémité axialement extérieure de cel- le-ci. Pour former l'orifice 88, le côté de la paroi ex- trême 20 du chapeau 16 en regard de la chambre 82 est rai- nuré dans le sens périmétrique de l'ouverture centrale 24 de façon à former un évidement qui reçoit une bague d'étanchéi- 2503 826 5. té annulaire 92 sur laquelle appuie un élément annulaire 94 qui agit en organe de retenue pour la bague 92 et en palier coulissant pour le piston (la description sera fai- te ultérieurement). Une partie à flasque annulaire,radiale, 96 de cet élément annulaire 94 est assise sur la paroi 20 dans le sens périmétrique de la rainure dans laquelle la bague 92 est reçue. Ce flasque 96 s'étend radialement à l'extérieur de la paroiinterne du bossage 44 de sorte que, pendant le vissage du chapeau 16 sur le corps 14, il se trouve en sandwich entre l'extrémité axialement intérieure du corps 14 et la paroi extrême 20 du chapeau 16.Comme on le voit sur la gauche de la figure 1B, la face axiale- ment extérieure du flasque 96 comporte une rainure 98 s'étendant radialement qui forme un canal autour de l'extré- mité axialement intérieure du corps 14. Ce canal fait com- muniquer la chambre 82 avec la paroi-intérieure du bossage 44. A l'endroit o le canal 98 débouche contre le bossage 44, une ouverture 100 est pratiquée radialement dans le bos- sage. Cette ouverture 100 est filetée intérieurement de sor- te qu'on peut y brancher un conduit communiquant avec une source de fluide sous pression(par exemple de l'-air ou un fluide hydraulique). L'ouverture 100 et le canal 98 consti- tuent ensemble l'orifice 88. Pour former l'orifice 90, une ouverture est filetée intérieurement dans le sens radial dans la paroi extrême 22 du chapeau 18 à un niveau qui communique avec la chambre 82 au droit de l'extrémité axialement extérieure du corps 14. Le filetage intérieur sert à brancher une conduite d'alimentation en fluide sous pression. A l'intérieur de la chambre 82 est reçu par coulis- sement dans le-sens axial un élément de piston tubulaire 102, Cet élément comporte une partie tubulaire de piston 104 qui est munie extérieurement de deux joints circonfé- rentiels 106 distants axialement l'un de l'autre, en con- tact coulissant avec la paroi intérieure 108 du corps 14. Entre les joints 106, le piston 104 comporte un moyen d'ap- pui radial, par exemple un segment 109. A l'intérieur, le piston 104 comporte une clavette qui est emprisonnée dans 6. 2503 826 la rainure 86. Dans les figures 1A et 1B, l'élément de piston 102 est représenté dans la position totalement rétractée, c'est-à-dire avec le piston 104 situé à l'extrémité axia- lement extérieure de la chambre 82. L'élément de piston comprend en outre une queue tubulaire monobloc 110 qui s'étend coaxialement vers l'in- térieur à partir de la partie de piston 104. Cette queue a une longueur telle que, même lorsque le piston est tota- lement ramené en arrière, comme cela est représenté, elle sort de la chambre en la traversant et en coulissant en contact étanche avec la bague 92,en passant par l'orifice central 24 du chapeau 16, en contact coulissant, étanche et d'appui avec l'empilage 48 d'éléments annulaires de roulement et d'étanchéité et au niveau, dans le sens axial vers l'intérieur, de l'extrémité axialement intérieure 112 du bossage tubulaire: 44 du chapeau intérieur d'extrémité. Par conséquent, lorsque l'extrémité 112 du bossa- ge 44 est assujettie à la bride correspondante du logement de la vanne qui doit être installée ou enlevée, la partie de la queue du piston représentée en figure 1B sera en sail- lie dans le logement de la vanne. Cette partie exposée de la queue du piston com- prend la tête de travail 114 de l'outil. Les détails de cet- te tête seront donnés à titre d'illustration. Ici, la tête comprend un clapet de retenue à bille 116 vissé dans un bossage circonférentiel fileté intérieurement dans un alésa- ge longitudinal 118 de la queue 110. Le clapet 116 comprend un corps 120 rendu étanche vis-à-vis de l'alésage par une bague annulaire 122. Un canal 124 du corps 120 comprend un siège de clapet contre lequel s'appuie une bille 126 sous l'effet d'un ressort 128 qui est monté dans le corps 120 par un organe tubulaire de retenue 129 de clapet, qui cons- titue un prolongement du canal 124. Le corps 120 comprend en outre une nervure 130 s'étendant coaxialement vers l'intérieur qui comporte une surface extrême façonnée 132 servant à saisir la vanne qui doit être installée ou enle- 2503 825 7. vée. Tous ces éléments sont enfermés dans l'alésage de la queue 110 du piston bien qu'à proximité de son extrémité ra- dialement intérieure libre. Au niveau de la surface 132,la queue de piston est rainurée intérieurement et circonféren- tiellement de façon à recevoir un joint torique 134, ainsi que pour venir s'engager circonférentiellement dans la vanne qui doit être installée ou enlevée. Un outil typique 10 de la présente invention a des dimensions qui permettent une course du piston de 30 cm entre la position totalement en retrait représentée dans les figures lA et lB et la position de pleine poussée, facilement imaginableo le piston 104 serait situé près de l'extrémité axialement intérieure de la chambre 82, par exemple près du chapeau 16, et la queue avec sa tête de travail-serait en saillie sur l'ext-rémité 112 du chapeau 16. D'autres longueurs d'extension maximum sont possibles, par exemple en rempla- çant le corps 14, l'élément de piston 102 et la tige 75 par un ensemble plus long. La relation d'embottage de l'élément de piston et de la tige, chacun étant monté principalement en coulissement dans un chapeau d'extrémité opposée du lo- gement ou sur un tel chapeau, constitue un dispositif au fonctionnement sans à-coup, même lorsque la poussée nécessai- re est assez grande. Cela permet l'accès à des emplacements de bouchon qui sont assez inaccessibles, étant situés pro- fondément dans un logement d'alésage de vanne et d'alésage de conduite ou analogue. En service, la tête de travail est étendue et rétractée par pressurisation de l'orifice respectif du loge- ment,tout en permettant à l'autre orifice de procéder à l'évacuation ou purge, et la tête est mise en rotation (in- dépendamment des opérations d'extension/de retour en arriè- re) en faisant tourner la tige 76 (sur laquelle le piston est claveté). La tige 76 est mise en rotation à l'aide de l'ac- tionneur extérieur, par exemple de la manivelle 78, montée sur l'extrémité de l'outil opposée à la tête. Pour les utilisations dans le cas o, pour une raison ou une autre, la disposition dans l'espace de la tête 2503 826 8. de travail devient un objet de curiosité, alors que l'outil est en marche, le chapeau 16 comporte de préférence un orifice d'examen 136, par exemple s'étendant radialement dans la paroi extrême 20 de façon à couper la queue de pis- ton entre les joints d'étanchéité comme cela est représen- té. Pour faciliter cette analyse, la queue de piston peut comporter extérieurement des repères (non représentés) indi- quant diverses positions longitudinales et angulaires. L'ex- trémité radialement extérieure de l'orifice 136 est filetée et reçoit normalement un bouchon de fermeture 138 pour la protection de la queue de piston jusqu'à ce qu'il faille ou qu'on désire procéder à une observation. Il n'est pas nécessaire de construire en maté- riau spécial une piècè quelconque du dispositif 10. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits,elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparal- tront à l'homme de l'art. 2503 825 9. REVENDICATIONS 1 -Outil de démontage de vanne, caractérisé en ce qu'il comprend: - un logement comportant-un corps tubulaire ayant des moyens de chapeau d'extrémité opposés formant une cham- bre à l'intérieur du corps; - un piston tubulaire reçu en coulissement à l'in- térieur de la chambre et ayant une partie de queue s'éten- dant en coulissement, étanche, hors du logement en passant par l'un des moyens de chapeau d'extrémité; - une tête de travail montée sur la partie de queue située effectivement à l'extérieur du logement pour saisir une vanne devant être installée dans un logement de vanne ou en être extraite; - une tige ne s'élevant pas montée en rotation dans le logement, cette tige étant reçue par emboîtement dans le piston tubulaire et s'étendant de manière étanche hors du logement en passant par l'autre moyen de chapeau d'extrémité; - un moyen monté sur la tige à l'extérieur du logement de l'outil pour faire tourner la tige, - un moyen clavetant effectivement la tige à la tête de travail du piston de façon que, pendant la rotation de la tige, la tête de travail tourne en conséquence; - des premier et second orifices de pressurisation de fluide pratiqués dans le logement de façon à permettre la communication avec la chambre sur les côtés effectivement opposés du piston de sorte que, pendant la pressurisation de la chambre, via un orifice alors que l'autre orifice est mis à l'atmosphère, le piston et la tête de travail se déplacent longitudinalement dans une direction axiale etpendant la pressurisation de la chambre via l'autre orifice alors que le premier orifice est mis à 1'atmosphère,le piston et la tête de travail se déplacent longitudinalement dans la direc- tion axiale opposée, d'o il résulte que la tête de travail peut être étendue et rétractée sans être mise en rotation et peut tourner sans être étendue et rétractée. 2503 82$ 10. 2 - Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mise en rotation de la tige comprend une manivelle à main fixée à la tige. 3 - Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige est effectivement clavetée à la tête de travail en étant clavetée au piston. 4 - Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un orifice d'observation pratiqué dans le logement en un endroit o le piston peut être observé alors que l'outil est en marche, de façon à avoir une indication de la disposition de la tête de tra-- vail dans l'espace.