Brevet FR2500108A1 — publié le 19820820

La présente invention a pour objet un robinet d'isole- ment ou d'arrêt, destiné plus spécialement à un usage industriel. Les robinets sont utilisés dans les installations de circulation de fluide, avec, pour fonction, de fermer le circuit ou d'isoler certains organes de celui-ci, en cas de besoin. De manière générale, un robinet comprend un corps monté sur le circuit, offrant un passage pour le fluide, et présentant un siège pour un obturateur qui, monté en bout d'une tige filetée, est actionnable en rotation, soit manuellement par un volant, soit par lintermédiaire d'un moteur. Dans certains robinets, destinés à travailler à basse pression, la tige portant l'obturateur est coulissante et actionnée par une membrane sur laquelle s'exerce la pression d'un fluide de commande. Dans certaines applications, les robinet* doivent être commandés à distance, et sont soumis à des conditions de fonctionnement extrêmement sévères. Tel est le cas des robinets d'isolement montés en amont d'une soupape sur le circuit de refroidissement du réacteur d'une centrale nucléaire et dont la fermeture évite, en cas de défaut de fermeture de la soupape à laquelle elle est associée, la vidange du circuit, avec les conséquences graves que pourrait produire une telle opération. En outre, compte tenu du fait que le milieu dans lequel est monté le robinet est radioactif, il n'est pas possible d'intervenir directement pour l'actionnement de celui-ci, qu'il convient de commander à distance de la manière la plus sûre possible. La présente invention vise à fournir un robinet remplissant ces conditions: A cet effet, ce robinet - du type comprenant un corps monté sur le circuit de fluide, présentant un siège pour un obturateur fixé à une extrémité d'une tige coulissante à l'autre extrémité de laquelle est monté un piston déplaçable dans un cylindre sous l'action d'un fluide sous pression - est équipé d'un élément tubulaire entourant concentriquement l'extrémité de la tige située du côté de l'obturateur, de longueur et de section telles qu'en position ouverte du robinet, il soit obturé par l'obtura- teur. Le robinet dont il s'agit peut tout aussi bien être un robinet en T qu'un robinet en Y, ou un robinet en L. Selon une forme d'exécution, le robinet comprend un soufflet qui entoure la tige portant l'obturateur, de manière à isoler la partie du corps dans laquelle circule le fluide de la partie de celui-ci contenant les moyens de commande. Dans ce cas, l'élément tubulaire entoure concentriquement le soufflet. L'élément tubulaire forme une protection pour le soufflet, ce qui est important lorsque le fluide circule sous une pression élevée, et forme un siège pour l'obtura- teur en position ouverte du robinet, ce qui favorise sa résistance aux contraintes importantes auxquelles il est soumis, et limite sa course de retour quand celle-ci est obtenue sous l'effet de la pression du fluide du circuit sur lequel le robinet est monté. L'élément tubulaire présente quelques orifices calibrés permettant l'échappement de fluide lors du recul de l'obturateur, c'est-à-dire lors de l'ouverture du robinet. Ces orifices sont cependant de section suffisam- ment faible pour éviter, en position ouverte du robinet, la pénétration de fluide sous pression à l'intérieur de la chambre annulaire ménagée entre le soufflet et l'élément tubulaire. L'extrémité de l'élèment tubulaire située du côté du cylindre de commande forme une collerette venant en appui contre une collerette périphérique que présente le manchon de guidage de la tige portant l'obturateur, l'assemblage étant réalisé par les deux parties du corps qui, dans cette zone du robinet, sont en forme de brides. La collerette de l'elément tubulaire forme un appui pour une extrémité du soufflet de protection, ainsi qu'une première barrière thermique qui est complétée par la collerette du manchon de guidage de la tige. Cette dernière collerette fait office de joint et sert à l'appui, sur sa face opposée à l'élément tubulaire, de joints d'étanchéité et d'isolation thermique entre elle-même et le corps. Outre une bonne étanchéité, il est important de disposer d'une barrière thermique efficace dans le cas o le fluide circulant dans l'installation est à une tempéra- ture élevée, car les joints du cylindre de commande risqueraient de ne pas résister à cette température. Selon une autre caractéristique de l'invention, le manchon de guidage de la tige de l'obturateur est monté dans le corps avec un léger jeu. Ce jeu permet d'absorber les dilatations thermiques éventuelles sans perturber le fonctionnement du robinet. Le cylindre de commande peut être à simple effet avec ouverture sous l'effet de la pression du fluide du circuit sur l'obturateur, associé ou non à l'effet d'un ressort, ou être constitué par un cylindre à double effet. Si la surface du piston du cylindre de commande est inférieure à la surface de l'obturateur, le fluide de commande doit être spécifique et choisi à une pression supérieure à celle du fluide du circuit. Si la surface du piston de commande est supérieure à la surface de l'obturateur, le fluide du circuit sur lequel est monté le robinet, peut être utilisé pour l'actionnement du cylindre de commande. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de ce robinet ainsi que plusieurs possibilités de montage de celui-ci sur un circuit de fluide: Figures 1 et 2 sont deux vues en coupe de deux formes d'exécution du robinet en position ouverte; Figures 3 à 7 sont cinq vues très schématiques corres- pondant à cinq possibilités de commande de celui-ci. Le robinet représenté à la figure 1 est de type en Y. Il comprend un corps en deux parties, respectivement 2 et 3, la zone d'assemblage entre les deux parties formant des brides 4 permettant le montage de boulons 5. La partie 2 du corps est destinée à permettre le passage du fluide du circuit sur lequel le robinet est destine à être monté. Cette partie 2 du corps comprend également un siège 6 pour l'obturateur 7 du robinet. Cet obturateur est monté par l'intermédiaire d'un ensemble de fixation 8 à une extrémité d'une tige 9 guidée a l'intérieur d'un manchon 10. A - l'autre extrémité de la tige 9 est fixé un piston 12 déplaçable avec étanchéité dans un cylindre 13 pouvant être alimenté par un orifice 14 en fluide sous pression. Dans la forme d'exécution représentée au dessin, la section du piston est inférieure à la section de l'obtura- teur. Le cylindre 13 sera donc alimenté par un fluide à une pression sup6rieure à celle du fluide du circuit sur lequel le robinet est monté. Au niveau de la branche du Y contenant la tige 9 assurant le déplacement de l'obturateur 7, il est prévu un soufflet protecteur 15 isolant la tige du fluide traversant le robinet, ce soufflet 15 étant fixé à l'obturateur et engagé sur l'extrémité avant du manchon de guidage 10. Selon une caractéristique de l'invention, ce robinet comprend un élément tubulaire 16 entourant le soufflet 15, qui est de longueur et de section telles qu'en position ouverte du robinet, l'obturateur 7 vienne l'obturer. En position ouverte du robinet, le soufflet 15 se trouve donc dans une chambre annulaire 17 fermée, qui n'est pas soumise à la pression du fluide traversant le robinet. Il est à noter que l'élément tubulaire 16 sert de siège à l'obturateur 7 en position ouverte, améliorant la résistance de celui-ci aux contraintes qui lui sont imposées par le fluide. Afin de permettre le retour de l'obturateur 7 en position d'ouverture, il est prévu un certain nombre d'orifices calibrés 18 permettant l'échappement de fluide hors de la chambre annulaire 17. L'extrémité de l'elément tubulaire 16, située du c8té du cylindre de commande 13, forme une collerette 19 qui est en appui contre une collerette 20 que forme le manchon de guidage 10 à ce niveau. Ces deux collerettes 19 et 20 servent à l'assemblage de l'ensemble, la collerette 20 servant, en outre, au montage de joints d'étanchéité et de joints d'isolation thermique dont l'empilage porte la référence 22. La fonction de barrière thermique est d'ailleurs remplie par les collerettes 19 et 20 elles- mêmes. Le montage du manchon de guidage 10 de la tige 9 à l'intérieur de la partie 3 du corps est réalisé avec un léger jeu pour permettre l'absorption d'éventuelles dilatations thermiques sans perturbation du fonctionnement du robinet. L'étanchéité du robinet est parachevée par des soudures U2 entre les deux parties 2 et 3 du corps, et la partie 3 et le chapeau 24 donnant accès au cylindre de commande 13. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 2, dans laquelle les mêmes organes portent les mêmes références qu'à la figure 1, le robinet ne comprend pas de soufflet protecteur 15. Dans ce cas, l'élément tubulaire formant butée pour l'obturateur 7 est constitué par le prolongement du côté de l'obturateur du manchon de guidage de la tige de piston. Il faut également noter que ce robinet comprend un piston de commande 12 dont la section est supérieure à celle de l'obturateur 7. Il est enfin prévu un indicateur de position 21 comprenant une tige 21a poussée élastique- ment sur une rampe inclinée 9a que forme l'extrémité de la tige 9 située du c8té du piston de commande 12. Les figures 3 à 7 représentent différents modes de commande de ce robinet. 2 5 00 108 Dans la forme d'exécution représentée à la figure 3, le cylindre 13 est alimenté à partir d'une capacité 25 contenant le fluide sous pression. Le robinet de vidange 26 est normalement maintenu en position fermée, et l'alimentation en fluide du cylindre 13 est obtenue en ouvrant, pendant un temps suffisant, la vanne 27. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 4 et 5, la commande de l'alimentation du cylindre 13 ainsi que sa vidange sont obtenues en agissant sur un robinet à trois voies 28. Dans les deux cas, le fluide utilisé pour alimenter le cylindre 13 peut être le fluide du circuit sur lequel est monté le robinet, dans la mesure o la section du piston 12 est supérieure à celle de l'obturateur 7, comme tel est le cas dans le robinet de figure 2. La différence entre les formes d'exécution représen- tées aux figures 4 et 5 réside dans le fait qu'à la figure 4, la commande est réalisée par un détecteur 29. Les formes d'exécution représentées aux figures 6 et 7 correspondent, respectivement, aux formes d'exécution représentées aux figures 4 et 5, à la différence près qu'il est prévu non seulement une alimentation à partir d'une première source de fluide, tel que le fluide du circuit sur lequel le robinet est monté, mais également une alimenta- tion à partir d'une capacité 25, qui peut être utilisée dans le cas o la pression du fluide de la première source serait insuffisante pour actionner le robinet. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un robinet de conception simple, pouvant être commandé à distance, possédant une grande fiabilité même dans des conditions d'emploi très difficiles. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce robinet, ni aux seules possibilités d'alimentation, décrites ci-dessus à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que ce robinet pourrait être 2 5 0 0 1 08 en T ou en L, sans que l'on sorte pour autant du cadre de 1 invention. a - REVENDICATIONS - 1. - Robinet du type comprenant un corps (2, 3) monté sur le circuit de fluide, présentant un siège (6) pour un obturateur (7) fixé à une extrémité d'une tige coulissante (9) à l'autre extrémité de laquelle est monté un piston (12) déplaçable dans un cylindre (13) sous l'action d'un fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un élément tubulaire (16) entourant concentriquement l'extré- mité de la tige (9) située du coté de l'obturateur, de longueur et de section telles qu'en position ouverte du robinet, il soit obturé par l'obturateur (7). 2. - Robinet selon la revendication 1, comportant un soufflet (15) qui entoure la tige (9) portant l'obturateur, de manière à isoler la partie du corps dans laquelle circule le fluide de la partie de celui-ci contenant les moyens de commande, caractérisé en ce que l'élment tubulaire (16) entoure concentriquement le soufflet. 3. - Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité de l'élément tubulaire (16) située du c8té du cylindre de commande forme une collerette (19) venant en appui contre une collerette périphérique (20) que présente le manchon de guidage (10) de la tige (9) portant l'obturateur (7), l'assemblage étant réalisé par les deux parties du corps qui, dans cette zone du robinet, sont en forme de brides (4). 4. - Robinet selon la revendication 3, caract6risé en ce que le manchon de guidage (10) de la tige (9) de l'obturateur (7) est monté dans le corps avec un léger jeu.