Brevet FR2519401A1 — publié le 19830708

VANNE DE REGLAGE DE DEBIT La présente invention se rapporte à des vannes de réglage de débit permettant d'obtenir une inversion de l'écou- lement au moyen d'une seule opération de la vanne. Dans une forme précédente de vanne, décrite dans les demandes de brevet en Grande-Bretagne n 1 352 721 et 1 352 722 au nom de la Déposante, on a obtenu une inversion au moyen d'unités formant coudes à 180 portées sur une plaque rotative devant venir en aboutement contre des extré- mités de tube et à commande pneumatique de rotation et axialement. Selon la présente invention, on prévoit une vanne de réglage de débit qui comprend un corps de vanne comprenant une chambre de vanne cylindrique ayant au moins une con- nexion de tube en un emplacement axial intermédiaire, un élément elliptique de vanne dirigeant l'écoulement, qui est monté sur une tige s'étendant axialement à la chambre de vanne, ledit élément de vanne étant en engagement d'étanché- ité avec la chanmbre de vanne sur sa circonférence et étant placé de façon oblique sur la tige afin de s'étendre à travers leditemplacement axial intermédiaire, l'élément de vanne divisant ainsi la chambre de vanne en deux comparti- ments et ladite connexion de tube ou chacune desdites con- nexions de tube communiquant sélectivement avec les deux compartiments selon la position de l'élément de vanne, et une ou plusieurs autres connexions de tube vers les compar- timents de la chambre de vanne devant être connectés séiec- tivement vers ladite ou(lesdites)connexion()de tube par ie fonctionnement dudit élément de vanne, valne dans laquelle l'élémm tde vanne est pourvu de surfaces duplex ou doubles d'étanchéité en engagement circonférenciel avec la chambre de vanne et définissant une zone de fuite entre les deux surfaces d'étanchéité, laquelle zone de fuite est éventée vers l'atmosphère. Avec une vanne réelle d'inversion, une autre con- nexion de tube est prévue vers chaque compartiment de la cnambre de vanne. La zone de fuite entre les deux surfaces d'étan- chéité peut être éventée par l'intermédiaire d'une partie creuse de ladite tige Alternativement, afin de permettre d'utiliser la vanne en mode horizontal, la ventilation ou aération peut se produire par un évent dans le corps, en un point commun vers la zone de fuite aux deux positions ex- trêmes de la vanne. Le joint ou chaque joint peut être formé d'un organe d'étanchéité préféré comme un joint torique ou un joint à lèvre, prévu dans un évidement en dépouille sur l'é- lement de vanne. On décrira plus en détail ci-après, à titre indi- catif et nullement limitatif, plusieurs modes de réalisation de la vanne de réglage de débit selon l'invention, en réfé- rence au dessin annexé. Sur ce dessin: la figure 1 est une vue en coupe d'une vanne de réglage de débit selon un mode de réalisation de l'inven- tion; la figure 2 montre, à plus grande échelle, le détail A de la figure 1, montrant un mode de réa- lisation du joint; la figure 3 est une vue semblable à la figure 2, montrant un autre mode de réalisation du joint la figure 4 illustre un autre mode de réalisa- tion de l'évent ou aération; la figure 5 est une vue schématique extrême de l'agencement de la figure 4, montrant une modification sup- plémentaire; la figure 6 montre une installation typique dans deux vannes selon l'invention, en une position de fonctionnement; la figure 7 est une vue en coupe de la figure 6 en une position différente; la figure 8 montre une autre modificatim en utilisant une vanne selon l'invention; et la figure 9 montre la modification de la figure 8 en un autre mode d'utilisation. La figure 1 montre un corps de vanne de forme cylindrique, définissant une chambre de vanne 1 Des première et seconde connexions de tube 2 et 3 vers la chambre de vanne 1, sont prévues en positions sensiblement opposées, au même emplacement axial Des troisième et quatrième con- nexions 4 et 5 sont prévues adjacentes aux extrémités de la chambre de vanne 1 Les extrémités de la chambre de van- ne 1 sont obturées par des capuchons d'extrémité 6 par o passe, de façon étanche, une tige de vanne 7 Sur la tige 7, est monté un élément de vanne qui est généralement indiqué en 8 et qui est adapté pour diviser La chambre de vanne 1 en compartiments supérieur et inférieur 9 et 10, respectivement L'élément de vanne 8 se compose de deux plaques de forme elliptique 11 et 12 qui dirigent l'écoule- ment, chacune étant montée de façon oblique sur la tige 7. Le bord de chacune des plaques 11 et 12 est pourvu d'un évidement pour recevoir un joint 13 en engagement avec la paroi de la chambre de vanne 1 Afin de permettre la retenue du joint, il est, de préférence, monté dans une fente en dépouille 14, comme cela est indiqué sur les figures 2 et 3. La figure 2 montre un joint à lèvre 13 a, qui est monté dans la fente en dépouille 14, et la figure 3 montre un joint torique 13 b, qui est monté dans la fente en dépouille 14. Les plaques 11 et 12 dirigeant l'écoulement sont espacées l'une de l'autre par une bague de séparation 16, qui est pourvue d'un certain nombre de perforations 17, et l'espace à l'intérieur de la bague 16 est éventé par l'in- termédiaire d'une partie creuse 18 de la tige 7 Ainsi, tout fluide qui fuit au-delà de l'un des joints 13 est éventé et ne passe pas vers l'autre passage d'écoulement. On peut ainsi voir que dans la position illustrée, l'orifice 3 est en connexion avec l'orifice 5 et l'orifice 2 est en connexion:avec l'orifice 4 En faisant tourner la tige 7 sur 1800, on obtient une inversion o l'orifice 3 est en communication avec l'orifice 4 et l'orifice 2 avec l'orifice 5. Si l'on arrête la rotation en un point intermé- diaire, à peu près à 90 ' par rapport à la position illustrée, l'élément de vanne 8 s'étend à travers les deux orifices 2 et 3, donc,dans cette position, la vanne peut être nettoyée sans être démontée Du fluide de nettoyage entrera également dans l'espace de sécurité entre les joints-et sera éventé par la partie creuse 18, qui est ainsi également nettoyée. On peut noter que les orifices 2 et 3, qui doivent être sélectivement mis en communication avec les comparti- ments 9 et 10 de la chambre de vanne, doivent nécessairement être totalement placés à l'intérieur des limites dimension- nelles internes minimales de la surface balayée par les joints 13 tandis que la vanne tourne Ces limites sont indi- quées par les lignes 21 sur la figure 1 Bien qu'ils soient, de préférence, dirigés de façon opposée l'un à l'autre, les orifices 2 et 3 peuvent en fait être quelque peu décalés à partir d'une orientation réellement à 180 l'un par rapport à l'autre En ce qui concerne les orifices 4 et 5, on notera qu'ils doivent être en dehors des limites dimensionnelles externes maximales de la surface balayée par les joints 13. Ces limites sont indiquées par les lignes 22 sur la figure 1. On notera également que ces orifices peuvent être à toute orientation par rapport aux orifices 2 et 3, et en fait on peut prévoir plus d'un orifice à chacun ou aux deux compar- timents si on le souhaite Par ailleurs, l'une ou l'autre de ces connexions peut ne pas être utilisée si la vanne doit servir à fermer un écoulement et à ouvrir l'autre. La construction a été décrite comme comprenant un ensemble de plaques dirigeant l'écoulement et de tiges, mais il est possible que la tige et l'élément de vanne soient coulés' en une pièce, par exemple par une technique de coulée sur place. Dans le joint, on peut éventuellement incorporer à la fois un joint à lèvre et un joint annulaire et le joint à lèvre peut être double De même, il est possible de rendre solidaires deux organes de vanne ou plus sur un seul arbre pour obtenir des fonctions doubles ou multiples d'inversion, selon l'agencement des connexions. Avec l'agencement tel que représenté sur la figure 1, la vanne ne peut être réellement utilisée qu'en une orientation verticale pour permettre un bon drainage à travers la partie creuse 18 de la tige 7. Il peut être préférable d'utiliser la vanne en orientation horizontale, et, dans ce but, on peut employer un agencement tel que celui représenté sur les figures 4 et 5. Dans cet agencement, le corps 1 est pourvu d'une ouverture d'évent 21 ', conduisant vers une purge ou l'atmosphère en prévoyant une ouverture appropriée dans une position sur le corps, qui est en communication avec l'espace de fuite quand l'élément de vanne 8 est à ses deux positions extrêmes de fonctionnement. Ainsi, dans chacune des positions ectremes de fonc- tionnement, qui sont séparées de 1500 lors de la rotation de l'élément de vanne 8 autour de son axe, le trajet de fuite sera éventé vers l'atmosphère ou une purge par la sortie 21 ', et les deux extrémités de la chambre de vanne seront isolées l'une de l'autre et pourront être nettoyées indépendamment Ainsi, une extrémité peut être nettoyée tandis que l'autre contient toujours un produit En une po- sition intermédiaire, comme 90 à partir de l'une des posl- tions de fonctionnement, les connexions sont toutes co:,mmunes au trajet de fuite, et la sortie 21 ' peut être utilisée com- me vidange du système pendant le nettoyage. La figure 5 montre, de plus, la façon dont une cadite indépendante de nettoyage 23 commandée par une vanne c sol&notde 24 peut être placée de façon diamétralement opposée à la connexion 21 ', afin que la zone de fuite et le trajet de fuite puissent être nettoyés selon la néces- sité. En se référant maintenant à la figure 6, on peut y voir la façon dont des vannes selon l'invention peuvent être utilisées dans le circuit de remplissage et de net- toyage pour un réservoir 31 Une vanne 32 a une seule con- nexion centrale 33 et deux connexions extrêmes 34 et 35, tandis qu'une vanne 36 a deux connexions centrales 37 et et une connexion extrême 39 Pour remplir ou évacuer le réservoir 31, le produit est amené ou évacué à la connexion 34 et sort par la connexion 33 pour entrer dans le réservoir. Une boule de pulvérisation 41 sert d'évent vers l'atimosphère paruneconduite 42 et les connexions 39 et 38, dont la dernière est connectée à l'atmosphère éventuellement par unl filtre stérilisant On peut voir qu'unecoaduitde nettoyage 43 fixée à la connexion 37 est isolée, et qu'une cond itede retour de nettoyage 44 fixée à la connexion 35 est également isolée. Quand le nettoyage du réservoir 31 est requis, les vannes sont inversées aux positions représentées sur la fi- gure 7, donc le fluide de nettoyage entre par les connexions 37 et 39 vers la cndulte 42 et la boule de pulvérisation 41 pour nettoyer l'intérieur du réservoir, Le fluide de nettoyage s'évacue vers le bas et sort par la connexion 35 vers la con- duite de retour de nettoyage 44 Dans cette position, on re- marquera que la connexion 38 vers l'atmosphère et la con- nexion 34 du produit sont toutes deux isolées du réservoir. Evidermonent, tout fluide de nettoyage fuyant au-delà de son joint respectif sur la vanne passera par le trajet de fuite dans la vanne,et n'arrivera pas dans laconduitedu produit ou vers 1 'atmosphère. Dans l'agencement représenté sur la figure 8, on peut voir une vanne 51 selon l'invention reliant deux parties d'une installation de traitement 52 et 53 Quand la vanne 51 a été inversée aux positions représentées sur la figure 9, on peut voir que les parties 52 et 53 sont isolées l'une de l'autre. Il est bien entendu que les modes de réalisation de la présente invention qui ont été décrits ci-dessus en référence au dessin annexé ont été donnés à titre indicatif et nullement limitatif et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Vanne de réglage de débit comprenant un corps de vanne ayant une chambre cylindrique avec au moins une connexion de tube en un emplacement axial intermédiaire pour connexion sélective à au moins une autre connexion de tube, caractérisée par le fait qu'un élément de vanne ellip- tique et dirigeant l'écoulement ( 8), est monté sur une tige ( 7) qui s'étend axialement à la chambre de vanne ( 1), ledit élément de vanne ( 8) étant en engagement d'étan- chéité avec la chambre de vanne ( 1) autour de sa circonfé- rence et étant placé de façon oblique sur la tige ( 7), afin de s'étendre à travers ledit emplacement axial inter- médiaire, ledit élément de vanne ( 8) divisant ainsi la dchambre de vanne (I) en deux compartiments ( 9, 10), et ladite connexion ou chacune desdites connexions de tube ( 2, 3) communiquant sélectivement avec les deux compartiments ( 9, 10) selon la position de l'élément de vanne ( 8), ladite (ou lesdites) autre(s) connexion(s) de tube ( 4, 5) étant connectée(s) aux compartiments ( 9, 10) de la chambre de vanne ( 1) pour une connexion sélective à ladite (ou auxdites) connexion(s) de tube ( 2, 3) par le fonctionnement dudit élément de vanne ( 8), et par le fait que ledit élément de vanne ( 8) est pourvu de surfaces doubles d'étanchéité ( 13) en engagement circonfé- rentiel avec la chambre de vanne et définissant une zone de fuite entre les deux surfaces d'étanchéité ( 13), ladite zone de fuite étant éventée vers l'atmosphère. 2 Vanne de réglage de débit selon la revendica- tion 1, caractérisée par le fait que la zone de fuite est éventée par l'intermédiaire d'une partie creuse ( 18) de la tige. 3 Vanne de réglage de débit selon la revendica- tion 1, caractérisée par le fait que le corps ( 1) est pourvu d'un évent de fuite ( 21 ') en un point communiquant avec la zone de fuite aux deux positions extrêmes de l'élément de vanne ( 8) précité. 4 Vanne de réglage de débit selon l'une des re- vendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le ou chaque joint ( 13) est formé d'un élément circonférenciel d'étanchéité qui est reçu dans un évidement ( 14) en dépouille dans l'élément de vanne ( 8). Vanne de réglage de débit selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le joint est un joint torique ( 13 b). 6 Vanne de réglage de débit selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le joint est un joint à lèvre ( 13 a). 7 Vanne de réglage de débit selon l'ne des reven- dications 1 à 6, caractérisée par le fait que la tige et l'élément de vanne sont coulés ensemble en une pièce.