Brevet FR2540956A1 — publié le 19840817

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux vannes pour très basses températures, véhiculant notamment des fluides cryogéniques tels que, par exemple, de l'azote ou de l'hélium liquide, ces vannes étant destinées de préférence à des applications dans le domaine de l'énergie nucléaire et dans celui de l'aérospatiale. L'invention se réfère plus particulièrement aux vannes dans lesquelles la communication entre l'arrivée et le départ du fluide est commandée par un clapet coopérant avec un siège, le clapet et sa tige de commande étant mon- tés de façon étanche sur une pièce solidaire du corps de vanne, par l'intermé- diaire d'une capsule à paroi plissée formant un soufflet, qui permet des dépla- cements de l'ensemble mobile constitué par le clapet et sa tige de commande, tout en assurant l'étanchéité. Dans les vannes connues de ce type, le soufflet d'étanchéité est placé en partie basse, au niveau du clapet, et le démontage s'effectue par le bas. Dans le cas des vannes qui sont destinées à véhiculer des fluides cryogéniques, la partie basse étant à très basse température, il est nécessaire que le démon- tage s'effectue en partie haute, ce qui oblige à disposer le soufflet d'étanchéité en partie haute. La partie de la vanne située en-dessous du soufflet d'étanchéité étant en enceinte cryogénique, et les tubes constituant la tige de commande, d'une part, et l'enveloppe extérieure de la vanne, d'autre part, étant très minces, il est nécessaire de prévoir des moyens pour s'opposer à la transmission calorifique, depuis le départ et l'arrivée du fluide cryogénique (partie basse de la vanne) vers le soufflet d'étanchéité (partie haute), et également des moyens pour éviter le flambement de tels tubes, qui risque de se produire en raison de leur grande longueur. L'invention résout ces problèmes en prévoyant, dans les tubes consti- tuant la tige de commande, d'une part, et l'enveloppe extérieure, d'autre part, au moins un palier intermédiaire, qui constitue en même temps un écran thermique. Selon un mode de réalisation de cette invention, chaque palier formant écran thermique est constitué d'une bague intérieure logée dans le tube inté- rieur constituant la tige de commande de la vanne, et d'une seconde bague périphérique, coaxiale à la bague intérieure et au même niveau que cette der- nière, disposée dans l'espace séparant le tube intérieur de l'enveloppe exté- 2 2540956 rieure, les deux bagues, réalisées en un matériau thermiquement isolant, étant maintenues par une goupille. Selon l'invention, on prévoit des trous d'évents dans le tube enveloppe extérieur, de chaque côté d'un écran-palier. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence à la Figure unique du dessin annexé, qui en illustre un exemple de réalisation non limitatif, représenté en élévation et coupe verticale partielle. La vanne selon l'invention représentée sur le dessin comporte un corps 10, avec arrivée 12 et départ 14 du fluide cryogénique à véhiculer La partie inférieure représentée en extérieur comporte, comme connu, le clapet et le siège de la vanne Ce clapet est actionné par une tige de commande 16, constituée par un tube très mince, de préférence en acier inoxydable, ce tube étant isolé de l'extérieur par une enveloppe 18, constituée également d'un tube très mince de préférence en-acier inoxydable, soudée d'une part au corps de vanne 10, et, d'autre part, sur une collerette 20. Comme on l'a précisé ci-dessus, le soufflet d'étanchéité est disposé en partie haute de la vanne Ce soufflet 22 est constitué,de façon connue, par une capsule à paroi plissée, soudée, à sa base, sur une pièce 24 constituant la tête de la tige de commande, sur laquelle est monté l'organe de commande (non représenté), et, à son sommet, sur une collerette 26. Selon l'invention, on prévoit au moins un palier intermédiaire, tel que celui désigné dans son ensemble par la référence 28, constituant en même temps un écran thermique, positionné -dans les tubes 16 et 18. Dans l'exemple de réalisation illustré par le dessin, chaque palier- écran thermique est constitué, d'une part, d'une bague intérieure 30, logée dans le tube 16, et, d'autre part, d'une bague extérieure 32, placée dans l'es- pace séparant les deux tubes 16 et 18, au niveau de la bague 30 L'ensemble constitué par les bagues 30 et 32 est solidarisé par une goupille 34 Pour faci- liter la mise en place de la goupille, la partie inférieure de chaque bague 30 comporte une saignée 38, pour orienter correctement la bague 30, à l'aide d'un outil du type tournevis, et amener l'alésage prévu dans la bague pour le passage de la goupille en regard des trous correspondants, ménagés dans le tube 16. Les bagues 30 et 32 sont réalisées en un matériau thermiquement isolant, tenant au froid. Selon l'invention, on prévoit des trous d'évent, tels que 36, 36 ', ménagés dans le tube intérieur 16, de chaque côté d'un écran-palier 28, de manière à réaliser le dégazage des volumes situés au-dessus et en- dessous de chaque écran, tel que 28. L'invention permet de réaliser une vanne pour fluide cryogénique évitant toute montée de gaz cryogénique dans le tube extérieur 18. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Vanne pour fluides cryogéniques, du type dans lequel le clapet et sa tige de commande sont montés de façon étanche sur une pièce solidaire du corps de vanne, par l'intermédiaire d'une capsule à paroi plissée formant soufflet, qui permet les déplacements de l'ensemble mobile constitué par le clapet et sa tige de commande, tout en assurant l'étanchéité, ledit soufflet étant disposé en partie haute de la vanne, celle-ci étant caractérisée en ce qu'on prévoit, dans les tubes constituant respectivement la tige de commande ( 16), d'une part, et l'enveloppe extérieure ( 18), d'autre part, au moins un palier intermédiaire ( 28), qui constitue en même temps un écran thermique. 2 Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque pa- lier ( 28) formant écran thermique est constitué d'une bague intérieure ( 30), logée dans le tube intérieur ( 16) co nstituant la tige de commande de la vanne, et d'une seconde bague périphérique ( 32), coaxiale à la bague intérieure et au même niveau que celle-ci, disposée dans l'espace séparant le tube intérieur du tube extérieur ( 18), les deux bagués, réalisées en un matériau thermique- ment isolant et tenant au froid, étant maintenues par une goupille. 3 Vanne selon l'une des revendications A ou 2, caractérisée en ce que le tube intérieur ( 16) comporte des trous d'évents ( 36, 36 t).