Brevet FR2538492A1 — publié le 19840629

La présente invention concerne un robinet & boule destiné à être utilisé pour des fluides cryogéniques, tels que des gaz liquéfiés. On sait que les robinets à boule comportent une boule obturatrice percée d'un canal axial pour le passage du fluide et qui est montée rotativement entre des sièges annulaires autour d'un axe orthogonal à celui du canal. Un dispositif de butée limite la rotation de l'organe de commande à un secteur de 90 degrés. De tels robinets, lorsqu'ils sont utilisés avec des fluides cryogéniques présentent l'inconvénient d'emmagasiner dans le canal axial, lorsque la boule vient en position d' obturation, une quantité non négligeable de fluide liquéfié. Sous l'effet de la température ambiante, ce liquide tend à se vaporiser en exerçant des pressions considérables, susceptibles de faire éclater le robinet. Pour remédier à ce grave danger, il est connu de percer dans la boule un conduit d'équilibrage des pressions, débouchant dans le canal et qui fait communiquer eelui-ci avec la conduite amont en position de fermeture du robinet. Ce conduit est disposé d'un seul côté par rapport au plan de symétrie de la boule passant par son axe de rotation et par l'axe du canal et il est généralement orienté radialement et orthogonalement à ce plan Grace à ce conduit toute surpression développée dans le canal en position de fermeture peut s 'évacuer vers l'amont. Ce moyen de sécurité donne satisfaction, sous réserve d'un montage correct du conduit d'équilibrage, celui-ci devant etre impérativement tourné vers l'amont en position de fermeture. Or il est facile, lors de l'insertion de la boule dans le robinet, de se tromper de sens en ce qui concerne l'orientation de la boule. De plus, même si les précautions nécessaires pour éviter ce défaut sont prises lors de la fa brication du robinet, l'utilisateur peut commettre cette erreur en montant ce dernier à l'envers entre les brides de la conduite. Dans les deux cas la sécurité présumée assurée par le conduit d'équilibrage devient trompeuse. La présente invention vise à réaliser grâce à des moyens simples et économiques une sécurité complète d'emploi des robinets cryogéniques du genre précité. Suivant l'invention, le robinet à boule pour fluides cryogéniques, dans lequel la boule obturatrice rotative est traversée d'un côté par un conduit d'équilibrage des pressions qui débouche dans son canal et est entraînée rotativement par une tige de commande grâce à une liaison du genre tenon et mortaise, est caractérisé en ce que la position de la liaison d'entratnement est déportée latéralement par rapport à l'axe de rotation de la boule, en relation avec la position du conduit d'équilibrage Grâce à ce décalage du tenon et de la mortaise d'entrainement de la boule par rapport à l'axe de rotation de celle-ci, un moyen de repérage optique est donné au monteur quant à la position du conduit d'équilibrage et de plus, une fois la boule introduite dans le corps du robinet, et devenue de ce fait invisible, la tige de commande dont la rotation est limitée à 900 ne peut être montée dans le mauvais sens ou vice-versa. Selon une réalisation préférée de l'invention, le décalage latéral du tenon et de la mortaise est réalisé du côté du conduit d'équilibrage. Pour compléter le système anti-erreur prévu par l'inven- tion, il est avantageusement prévu que la tige de commande de la boule, comporte vers l'extrémité opposée à celle-ci un élément de dissymétrie en relation de position avec le décalage du tenon et de la mortaise d'entralnement. Cet élément de dissymétrie permet, à l'extérieur du robinet, un repérage optique de la position du conduit d'équili braye. Un tel élément de dissymétrie peut notamment consister en un méplat unique ménagé sur la partie de l'arbre de commande qui reçoit l'organe de manoeuvre, (tel que manivel- le), lequel présente un profil d'emboîtement complémentaire de sorte que cet organe ne peut ainsi être monté que d'une seule façon. D'autres particularités de l'invention résulteront encore de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'-exemples non limitatifs, ont été figurés deux modes particuliers de réalisation de l'invention - la Figure 1 est une vue en demi coupe axiale d'un robinet cryogénique, celui-ci etant ouvert, - la Figure 2 est la vue suivant Il-I I de la Figure 1 avec demiycoape de la partie inférieure du robinet, - la Figure 3 est une vue partielle en coupe à plus grande échelle suivant 111-111 de la Figure 2, - la Figure 4 est une vue de dessus de la boule isolée dans la position des Figures 1 à 3, - la Figure 5 est une vue en coupe perpendiculaire à l'axe de la conduite du robinet en position de fermeture, - la Figure 6 est un schéma perspectif d'une variante de réalisation , le corps étant supposé retiré. Dans la réalisation particulière de l'invention visée aux Figures -l à 5 -des dessins annexés, on reconnait en l le corps creux d'un robinet dont llorgane obturateur est une boule 2 montée rotativement autour d'un axe X-X entre des sièges 3. La boule 2 est percée d'un canal axial 4 qui, en position d'ouverture (Fig.l) relie la conduite amont 5 et la conduite aval 6 portant les brides 7 et 8'dle jonction avec le corps 1 du robinet grâce aux tirants de serrage 9. L'étan chéite entre le corps et les brides 7 et 8 est assurée par des joints annulaires 10 en PTFE ou analogue encastrés dans le corps 1 Le sens d'écoulement du fluide cryogénique est repéré par la flèche F. La boule 2 est percée d'un conduit radial d'équilibrage ll (Fig.2) de faible diamètre orthogonal à 1'axe X-X et à l'axe Y-Y du canal 4. En position de fermeture du robinet (Fig.5), le conduit Il doit être tourné vers la conduite amont 5. La boule 2 est entrai née en rotation par une tige de commande 12 grâce à une liaison amovible du genre tenon 13 ménagé à l'extrémité de cette tige pénétrant dans le corps 1 et mortaise 14, pratiquée dans la surface extérieure de la boule 2. La tige 12 est logée dans une cheminée tubulaire 15 qui porte à sa partie supérieure une platine 16 présentant un décolletage circulaire 17 s'étendant sur lBOo et limitée par des butées 18, 19. L'étanchéité est assurée à la sortie du corps 1 par une bague 21 traversée par la tige 12 au-delà d'une rondelle de friction 22. A la partie supérieure, la tige 12 traverse une garniture d'étanchéité 23 serrée par un fouloir 24. Sur l'extrémité 25 de la tige 12 opposée au tenon 13 est enfilée une poignée de manoeuvre 26 qui, conventionnellement est orientée parallèlement au canal 4 de -la boule 2 et aux conduites 5 et 6 en position d'ouverture (Fig.l) La poignée 26 qui est fixée par un écrou 27 porte à son extrémité libre un secteur en quart de cercle 28 qui prend place dans le décolletage 17 (fiv.3) et coopère avec les butées 18 et 19 pour limiter la rotation de la boule 2. Conformément à la présente invention, le systeme détrompeur destiné à éviter un mauvais montage relatif de la boule 2, de la tige 12 et de la poignée 26 est remarquable en ce que le tenon 13 est déporté latéralement par rapport à l'axe X-X ainsi que la mortaise 14, (Fig. 2 et 4) ce décalage latéral étant de préférence établi du côté où se trouve le conduit d'équilibrage il. Ce décalage est mis en évidence sur les figures par le plan de symétrie Z-Z du tenon 13 ou de la mortaise 14. Une dissymétrie de plusieurs millimètres pour des robinets de dimensions moyennes permet d'vite une erreur de positionnement de 1800 des pièces 2 et 12. De plus, pour renseigner le monteur sur la position du conduit ll lorsque la boule 2 est logée dans le corps 1 et que la tige 12 est en place, l'invention prévoit de ménager sur l'extrémité 25 de la tige 12 un méplat 31, perpendiculaire au conduit d'équilibrage 11, la tête 32 de la poignée 26 présentant une ouverture centrale avec un méplat correspondant, de sorte que la poignée 26 ne peut être montée que dans un seul sens. De préférence, le méplat 31 est situé du coté où le tenon 13 est décalé par rapport à l'axe X-X et de ce fait vers le conduit 11. Les moyens de dissymétrie prévus par l'invention entre la boule 2 et la poignée 26 empêchent ainsi de façon très fia- ble et sans grever le coût du robinet toute erreur de positionnement du conduit d'échappement 11. On comprend, en effet, que le tenon 13 peut être réalisé à partir d'un tenon symétrique dont l'une des faces est fraisée jusqu'à créer la dissymétrie voulue. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à la réalisation qui précède et peut recevoir des variantes d'exécution. Ainsi la Figure 6 montre une réalisation dans laquelle les deux faces latérales du tenon 13a sont situées du même caté de l'axe X-X. De plus dans cette version l'arbre 12 porte la platine 16a qui présente le décolletage 17a limité par les butées 18a, 19a qui coopérent avec un ergot d'arrêt fixe 35 pour limiter la rotation de la boule 2. Le méplat 31a de l'arbre 12 est situé du même côté que le tenon 13a. Dans ces conditions toute erreur de positionnement du conduit ll de la boule est également impossible. On pourrait également donner au tenon de l'arbre de commande une forme cylindrique et à la mortaise de la boule une forme complémentaire, pourvu que leurs axes soient.déca- lés par rapport à celui de l'arbre. Enfin, il va de soi que le conduit d'équilibrage, moyennant une convention particulière, pourrait avoir une autre orientation par rapport au décalage du tenon que celle figurée. REVENDICATIONS 1. Robinet à boule pour fluides cryogéniques dans lequel la boule obturatrice (2) rotative est traversée d'un côté par un conduit (11) d'équilibrage des pressions qui débouche dans son canal (4) et est entrainée rotativement par une tige de commande (12) grâce à une liaison du genre tenon (13) et mortaise (14), caractérisé en ce que la position de la liaison d'entraînement (13, 14) est déportée latéralement par rapport à l'axe (X-X) de rotation de la boule (2) en relation avec la position du conduit d'équilibrage (11). 2. Robinet conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le décalage latéral du tenon (13) et de la mortaise (14) est réalisé du côté du conduit d'équilibrage (11). 3. Robinet conforme à la revendication 1 ou2,caractérisé en ce que les flancs du tenon (13, 13a) et de la mortaise sont tous disposés d'un même côté par rapport à l'axe de rotation (X-X) de la boule. 4. Robinet conforme à la revendication l,ou 2, ou 3, caractérisé en ce que l'arbre de commande (12) de la boule (2) comporte du côté opposé à celle-ci un élément de dissymétrie en relation de position avec l'orientation du tenon 3) et de la mortaise (14) d'entraînement. 5. Robinet conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de dissymétrie consiste en un méplat unique (31, 31a) ménagé sur la partie de l'arbre de commande (12) qui reçoit l'organe de manoeuvre (26). 6. Robinet conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que le méplat (31, 31a) est orienté perpendiculairement au conduit d'équilibrage (11) et du côté de celui-ci.