Brevet FR2516625A1 — publié le 19830520

Vanne à passage direct munie d'un mécanisme pour relâcher la pression à l'intérieur de la cavité du chapeau. La présente invention concerne les vannes à passage direct et elle a trait,plus particulièrement, aux vannes à passage direct dans lesquelles sont incorporées des soupapes décharge. De façon typique, les vannes à passage direct comportent dans leur chapeau une cavité destinée à loger la tige de la vanne ainsi que l'operculede la vanne lorsque l'on ouvre ou ferme cette vanne Il est fréquent que cette cavité du cha- peau communique avec le fluide traversant le corps de la vanne de sorte que le fluide peut pénétrer dans cette cavité Quand on ferme la vanne, le fluide peut se trouver emprisonné dans la cavité du chapeau Normalement, l'emprisonnement du fluide dans la cavité du chapeau n'entraîne pas une mise hors service de la vanne ou une fuite dans cette vanne Toutefois, dans les vannes fonctionnant à des températures élevées, le fluide em- prisonné dans la cavité du chapeau peut engendrer une forte pression par suite de sa dilatation Cette forte pression peut Bât entraîner une mise hors service de la vanne y compris une fuite du fluide dans l'atmosphère à partir du chapeau de la vanne Une fuite de ce type peut être particulièrement gênante lorsque le fluide dont il est question est un fluide nocif, corrosif, radioactif ou dangereux pour toute autre raison. "S, C'est pourquoi l'objet principal de la présente invention est d'obtenir une vanne comportant un mécanisme d'actionnement automatique pour relâcher la pression dans la cavité du chapeau lorsque cette pression atteint une limite prédéterminée. Compte tenu de cet objet, la présenteinvention réside -,g dans une vanne a passage direct munie d'un mécanisme de relâ- chement de pression et comprenant un corps de vanne comportant un passage pour l'écoulement d'un fluide, un chapeau de vanne disposé sur ledit corps de vanne et délimitant intérieurement une cavité de chapeau, et un opercule de vanne disposé de façon mobile dans ledit chapeau de vanne de manière à pouvoir ouvrir ou fermer sélectivement ledit passage, la vanne susvisée étant caractérisée par un moyen de relâchement de pression disposé dans ledit opercule de vanne et en communication avec une première partie et une seconde partie dudit passage ainsi qu'avec ladite cavité de chapeau pour maintenir sélec- tivement une communication entre ladite cavité de chapeau et ladite première partie dudit passage tout en isolant ladite cavité de chapeau et ladite première partie dudit passage de ladite seconde partie dudit passage en empêchant ainsi une surpressurisation de ladite cavité de chapeau Le mécanisme de relâchement de pression assure une communication entre la cavité du chapeau de la vanne et le côté haute pression du passage principal de telle sorte que la pression dans la cavi- té du chapeau de la vanne reste sensiblement égale à la pres- sion du fluide dans le passage principal La pression dans la cavité du chapeau de la vanne ne dépasse donc pas la pression de fonctionnement de cette vanne L'invention apparaîtraplus clairement dans la description d'un mode de réalisation pré- féré donnée ci-après à titre d'exemple uniquement en réfé- rence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une élévation en coupe de la vanne; la figure 2 est une coupe par II-II de la figure 1; et la figure 3 est une coupe par 11 I-111 de la figure 2. En se référant à la figure 1, on voit qu'une vanne 10 comprend un chapeau 12 de vanne qui peut faire partie inté- grante d'un corps 14 de vanne ou être fixé à ce corps Une tige 16 de vanne s'étend à travers le chapeau 12 et comporte un filetage 18 qui se visse dans le filetage 20 du chapeau 12 pour déplacer la tige 16 par rapport au chapeau 12 Une manette 22 de vanne est fixée à la tige 16 en vue de l'actionnement de cette tige 16 Une garniture 24 est disposée dans le chapeau 12 et autour de la tige 16 pour empêcher une fuite du fluide. Une presse-étoupe 26 est monté sur le chapeau 12 pour maintenir la garniture 24 dans un état serré. Le corps 14 comporte un passage 30 pour l'écoulement du fluide de travail A une des extrémités de la tige 16 est fixé un opercule 32 de vanne qui peut être un élément métallique de forme conique Le déplacement de la tige 16 entraîne un déplace- ment de l 'opercule 32 de telle manière qu'il sorte du passage 30 ou pénètre dans ce passage en empêchant ou en permettant ainsi sélectivement l'écoulement du fluide à travers le passage 30. Dans de nombreuses conceptions de la technique antérieure, l'opercule 32 de la vanne est fabriqué sous la forme d'un élé- ment massif monobloc ou de plusieurs parties individuelles constituant un élément massif de telle sorte que, lorsque cet obturateur se trouve dans la position représentée sur la fi- gure 1, le fluide ne peut pas passer à travers le passage 30. De façon similaire, si on soulevait l'opercule 32 de la vanne pour permettre l'écoulement à travers le passage 30, le fluide pourrait également pénétrer dans la cavité 34 du chapeau laquelle est la cavité formée à l'intérieur du chapeau 12 de la vanne. La pénétration du fluide dans la cavité 34 du chapeau ne pose habituellement pas de problème Toutefois, lorsque l'on fait revenir l'opercule 32 dans la position fermée représentée sur la figure 1, le fluide peut se trouver emprisonné dans la cavi- té 34 du chapeau Dans les vannes utilisées dans les installa- tions fonctionnant sous température élevée, le fluide emprison- né dans la cavité 34 du chapeau peut se trouver chauffé au point d'exercer une pression extiêmement élevée sur la garniture 24 et îir le chapeau 12 dela vanne Ceci peut entraîner une fuite du fluide à partir du chapeau 12 de la vanne, ce qui peut être particulièrement gênant si le fluide est un fluide dangereux ou nocif. En se référant maintenant aux figures 1-3, on voit que pour empêcher une surpression dans la cavité 34 du chapeau, on a muni la vanne 10 d'un mécanisme de relâchement de pression référencé 36 dans son ensemble et destiné à établir sélective- ment une communication entre la cavité 34 du chapeau et le passage 30 afin que la pression du fluide dans la cavité 34 du chapeau ne dépasse pas sensiblement la pression du fluide dans le passage 30 Le mécanisme 36 de relâchement de pression com- prend un canal 38 délimité entre le corps 14 et l'opercule 32 et s'étendant jusqu'à un premier alésage 40 ménagé dans l'oper- cule 32 L'opercule 32 comporte également un second alésage transversal 42 qui se raccorde au premier alésage 40 et qui s'étend complètement à travers l'opercule 32 jusqu'au passage sur chaque côté de l'opercule 32 Le second alésage 42 est réalisé de manière à comporter une partie suffisamment grande pour loger un obturateur mobile 44 qui peut empêcher î'écoule- ment d'un fluide à travers une partie du second alésage 42. l'obturateur 44 est dimensionné de manière ' comporter une partie pouvant venir porter contre une sectioin du second alé- sage 42 afin de bloquer l'écoulement à travers cette section tout en permettant l'écoulement à travers le restant du second alésage 42 L'obturateur 44 peut être un organe en forme d' haltères quipeut bloquer l'écoulement du fluide depuis une partie du passage 30 jusqu'à l'autre partie de ce passage 30 tout en permettant l'écoulement du fluide depuis la cavité 34 du chapeau à travers le canal 38 et le premier alésage 40 jusqu'à une partie seulement du passage 30, comme on peut le voir sur la figure 1 Une douille 46 comportant un troisième alésage 48 peut être disposé dans le second alésage 42 pour permettre l'introduction de l'obturateur 42 pendant l'assembla- ge mais pour empêcher son échappement pendant le fonctionne- ment Le troisième alésage 48 établit une communication entre le passage 30 et le second alésage 42 L'obturateur 44 est disposé de façon coulissante dans le second alésage 42 de manière à coulisser dans ce second alésage 42 sous l'influence de la pression du fluide dans le passage 30 La structure du mécanisme 36 de relâchement de pression est telle que ce der- nier a un fonctionnement bidirectionnel En d'autres termes, l'obturateur 44 se déplace depuis le côté haute pression de l'opercule 32 de la vanne jusqu'au côté basse pression de cet opercule quel que soit celui des côtés de l'opercule 32 qui est le côté haute pression De cette manière, l'obturateur 44 maintient la présence d'un conduit de fluide entre la partie haute pression du passage 30 et le premier alésage 40 par l'intermédiaire d'une partie du second alésage 42 Du fait que le premier alésage 40 communique avec le canal 38 et la cavité 34 du chapeau, une communication est ainsi maintenue pour le fluide entre la cavité '34 du chapeau et la partie haute pres- sion du passage 30 Du fait qu'elle communique avec la partie haute pression du passage 30, la cavité 34 du chppeau se maintient donc à une pressinn sensiblement égale à celle de la partie haute pression du passage 30 et une surpressurisation extrême de la cavité 34 du chapeau est ainsi empêchée De plus, l'obturateur 44 sert de soupape de retenue empêchant l'écoule- nient du fluide depuis une partie du passage 30 jusqu'à l'autre partie à travers le second alésage 42 tout en permettant l'écou- lement du fluide depuis la cavité 34 de chapeau jusqu'au côté haute pression du passage 30. Lorsqu'il se trouve dans la position représentée sur la figure 1, l'opercule 32 d(le la vanne empêche l'écoulement du fluide àtravers la vanne 10 et empêche une surpressurisation de la cavité 34 du chapeau Par conséquent, l'invention permet de réaliser une vanne à passage direct comportant un mécanisme 0 automatique de relâchement de pression pour empêcher une sur- pressurisation de la cavité du chapeau. REVENDICTIONS I 1 Vanne à passage direct munie d'un mécanisme de relâ- chement de pression et comprenant un corps ( 14) deyvanne compor- tant un passage ( 30) pour l'écoulement d'un fluide, un chapeau ( 12) de vanne disposé sur ledit corps ( 14) de vanne et délimi- tant intérieurement une cavité ( 34) de chapeau, et un oerpcule ( 32) de vanne disposé de façon mobile dans ledit chapeau ( 34) de vanne de manière à pouvoir ouvrir ou fermer sélectivement ledit passage ( 30), caractérisée par un moyen ( 36) de relâcdhement de pression disposé dans ledit opercule-( 32) de vanne-en communica- tion avec une première partie et une seconde partie dudit pas- sage ( 30) et avec ladite cavité ( 34) de chapeau pour maintenir sélectivement une communication entre ladite cavité ( 34) de chapeau et ladite première partie dudit passage tout en isolant ladite cavité de chapeau et ladite partie dudit passage ( 30) de fluide de ladite seconde partie dudit passage ( 30) de fluide en empêchant ainsi une surpressurisation de-ladite cavité ( 34) de chapeau. 2 Vanne à passage direct suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen ( 36) de relâchement de pression comprend un premier alésage ( 40) ménagé dans ledit opercule ( 32) de vanne et en communication avec ladite cavité de chapeau, un second alésage ( 42) ménagé dans ledit opercule ( 32) de vanne et s'étendant à travers cet opercule depuis ladite- première partie dudit passage ( 30) jusqu'à ladite seconde par- tie dudit passage ( 30); et un obturateur ( 44) disposé de façon coulissante dans ledit second alésage ( 42) pour isoler sélec- tivement ladite seconde partie dudit passage ( 30) de ladite pre- mière partie dudit passage ( 30) tout en permettant une communica- tion pour le fluide entre ladite cavité ( 34) de chapeau et ledit premier passage. 3 Vanne à passage direct suivant les revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que ledit moyen ( 36) de relâ- chement de pression comprend dans ledit corps ( 24) de vanne un canal ( 38) assurant une communication entre ladite cavité ( 34) de chapeau et ledit premier alésage ( 40). 4 Vanne à passage direct suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit obturateur est un élément ( 44) en forme d'haltères capable d'isoler une partie dudit second alésage tout en permettant une communication à travers l'autre partie dudit second alésage ( 42).