Brevet FR2564170A1 — publié le 19851115

La présente invention concerne un robinet de purge ainsi qu'un procédé de purge de canalisations contenant des matières indésirables. Dans l'industrie des centrales électriques, deux éléments sont communs à toutes les centrales éledtri- ques, les chaudières à vapeur et les génératrices à turbine. Les chaudières à vapeur sont reliées aux génératrices à turbine par des canalisations, habituellement de grand diamètre, par exemple 61 cm ou plus. Indépendamment des différents dispositifs de montage de ces tuyauteries et de leur raccordement aux chaudières et aux turbines, par exemple par boulonnage, par soudage ou analogue, l'expérience montre que les ouvriers ont tendance à laisser par inadver- tance différents objets dans ces canalisations de grand diamètre, par exemple des marteaux, des clés, d'autres assortiments d'outilsdes casques de protection, des gamelles, des bouteilles, des paniers et analogues. Si la canalisa- tion est soudée, il est possible que des baguettes, du flux, des écailles de soudage et diverses autres écailles d'oxyde, s'accumulant naturellement dans la canalisation, constituent aussi une source de contaminations. En outre, d'autres formes de contaminations, par exemple le sable, la saleté, les chiffons, etc. doivent aussi être chassées du système. Ainsi, avant qu'une centrale puisse être mise en route pour créer de l'électricité, on doit prendre des précautions afin que toutes les substances étrangères présentes dans les canalisations aient été évacuées avant que la vapeur d'eau puisse être transmise aux turbines. Dans le cas contraire, les ailettes de turbine qui sont usinées avec précision et équilibrées d'une manière exacte, seraient sérieusement détériorées par choc d'un mélange de vapeur surchauffée et de substances étrangères. Il est donc courant de monter dans la canalisation, entre la chaudière et la génératrice de vapeur, un robinet appelé robinet de purge qui peut être rapidement ouvert afin qu'il assure une brutale réduction de pression en même temps que de la vapeur s'échappe du circuit à grande vitesse, la vapeur trans- portant avec elle tous les objets ou particules étrangers piégés à l'intérieur du circuit des canalisations. Un panneau cible est monté dans l'alignement de la sortie du robinet afin qu'il intercepte les objets volants éjectés par le robinet et le robinet reste ouvert jusqu'à ce que des matières étrangères ne puissent plus être détectées en provenance du circuit. Ensuite, une décision doit être prise sur le fait que le circuit est considéré comme dépourvu de débris nuisibles et en étatdetransmettre la vapeur d'eau de la chaudière à la génératrice à turbine. Dans le cas des vannes à passage direct utilisées jusqu'à présent pour la purge, il était nécessaire de monter des circuits à vannes et canalisations de dérivation afin qu'une quantité réglée de vapeur puisse s'écouler constamment vers l'aval et maintienne la température de la canalisation aval à une valeur pratiquement constante à tout moment. En outre, les vannes à passage direct utili- sées pour cette fonction de purge s'ouvrent lentement et subissent desdétériorations de l'obturateur et du siège. En conséquence, chaque fois qu'une vanne de purge a été détériorée par des objets volants, la canalisation a dû être fermée et la vanne a dû être remplacée dans une opéra- tion longue et très coûteuse. Ceci a introduit des retards allant de quelques jours à quelques semaines avant que l'opération de purge puisse être terminée. Etant donné le coût de fonctionnement, chaque jour pendant lequel une centrale ne peut pas créer d'électricité correspond à une perte considérable. L'invention concerne un robinet de purge qui peut effectuer une purge en une fraction du temps nécessaire aux vannes de purge connues, qui peut s'ouvrir plus rapi- dement que les vannes connues en libérant plus rapidement de l'énergie, qui ne nécessite aucune canalisation de dérivation à titre accessoire, qui n'a pas de siège qui puisse se détériorer, qui a un passage régulier formé à l'intérieur afin que les obstacles présentés à l'écoulement soient minimaux, dans lequel les surfaces internes suscep- tibles d'être détériorées par les contaminations sont minimales, dans lequel il existe un espace de dimension réglée entre le corps et la cle afin que de la vapeur d'eau puisse passer en dérivation à tout moment, qui ne peut pas être totalement fermé, qui a un manchon laissant un espace prédéterminé entre lui et la clé afin que l'ouver- ture soit rapide et que la vapeur puisse passer en dériva- tion, réduisant le temps et le co t de service pendant la purge, ayant un élément formant un siège réglable délimitant un espace réglé entre le siège et la clé, éliminant les chocs thermiques des circuits associés sans qu'un appareil- lage accessoire de dérivation de vapeur d'eau soit néces- saire, ne possédant pas de siège de type classique, ayant un seul siège qui n'est pas au contact de la clé si bien que l'effort de rotation de celle-ci est réduit, qui ne comporte pas de siège du coté aval de l'obturateur, qui élimine le recouvrement complexe des sièges par la clé, qui n'assure jamais l'étanchéité complète, et qui présente des surfaces minimales de choc pouvant retarder les objets solides qui y circulent. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est une élévation latérale d'un robinet selon un mode de réalisation préféré de l'invention, en coupe par- tielle. La figure représente un robinet comportant un corps 10, uneclé 12 tourillonnant dans le corps sous la commande d'une broche 14 montée dans des paliers 16 à roulements à billes. Le corps a un passage 18 d'entrée et un passage 20 de sortie. Le passage 22 formé dans la clé 12 peut être aligné axialement sur les passages d'entrée et de sortie 18 et 20 du corps. Un manchon 24 ayant un collier 26 à l'extrémité amont est monte concentriquement dans ie passage 18 d'entrée. Le collier 26 se loge dans une gorge 28 du corps qui forme une butée 30 assurant le positionnement du manchon dans la partie d'entrée du corps. Une cale 32 peut être disposée entre le collier 26 et la butée 30 afin que le manchon 24 soit en position axiale précise à l'intérieur de l'entrée 18. Il faut noter que, comme représenté, il reste un espace 34 entre la - périphérie aval du manchon 34 et la surface-de la clé 12. L'espace peut être ajusté à toute valeur voulue par sélection de la cale 32 placée entre le collier 26 et la butée 30 du corps 10. Dans un mode de réalisation préféré de l'inven- tion, on a constaté qu'un espace d'environ 4,75 mm permet un fonctionnement satisfaisant du robinet. Il faut noter que l'entrée amont du manchon 24 a des chanfreins 38 et 40 qui réduisent au minimum le contact avec les objets solides pénétrant par le robinet. Dans une variante, ces surfaces peuvent avoir une section courbe régulière. Il faut noter que le diamètre interne 42 du manchon 24 est égal au diamètre interne 44 du passage 22 de la clé 12. Il faut aussi noter que le diamètre interne 46 du passage 20 de sortie du corps 10 est supérieur au diamètre interne des passages 42 et 44. Il faut noter, d'après la description qui précède, que les obstacles et obstructionsè l'intérieur du robinet sont réduits au minimum absolu, si bien que tout objet solide pouvant pénétrer dans le robinet peut y passer sans détérioration d'une partie quelconque du robinet et sans subir une gêne pendant son passage. Il faut aussi noter que le robinet n'a aucun siège classique, le manchon 24 étant l'approximation la plus proche d'un siège mais, comme indiqué précédemment, n'étant pas en contact réel avec la clé 12. En outre, la distance séparant la clé 12 de la partie de sortie du corps 20 est importante afin qu'elle permette un passage libre en dérivation de la vapeur d'eau dans l'espace 34 autour de la clé, vers le passage 20 de sortie du robinet. De plus, aucun siège classique en appui contre la clé 12 n'est utilisé, la clé est libre de tourner et le moment de rotation est ainsi réduit à un valeur minimale absolue si bien que le robinet peut être ouvert aussi rapidement que possible. Ce robinet peut etre ouvert en totalité en 10 s environ, ceci étant un excellent temps d'ouverture pour un robinet de grande dimension et de grande masse. Ainsi, l'invention concerne un robinet qui ne peut pas être totalement fermé, si bien qu'il permet ainsi la circulation de vapeur d'eau vers l'aval de manière continue sans appareillage auxiliaire monté en dérivation. En outre, le circuit des canalisations est maintenu à une température sensiblement régulière et n'est pas soumis à un choc thermique lorsque le robinet est ouvert rapidement. Lors du fonctionnement, lorsque toutes les canali- sations ont été installées, notamment le robinet de purge selon l'invention, la vapeur d'eau est admise dans la canalisation jusqu'à ce que la pression et la température dans la canalisation soient normalisées. Ensuite, le robinet est rapidement ouvert et il peut rester ouvert tant que des matières solides peuvent être détectées à la sortie du robinet, ces matières venant frapper un panneau consti- tuant une cible montée à cet effet. Comme indiqué précédem- ment, dans les vannes classiques de purge, cette opération peut prendre plusieurs jours à plusieurs semaines étant donné qu'il est nécessaire de remplacer constamment les vannes connues de purge qui sont détériorées jusqu'à ce que l'ensemble de l'installation soit finalement dépourvu de toute contamination. Selon l'invention, le robinet de purge permet une purge d'une installation complète formée par les canalisations d'une centrale, entre la chaudière et la turbine, en une demi-journée environ si bien que la centrale peut être plus rapidement mise en fonctionnement. Lorsque toutes les matières étrangères ont été chassées du circuit des canalisations par le robinet de purge, celui-ci peut alors être retiré de la canalisation et la création d'électricité peut commencer. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence techniques dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Robinet de purge, caractérisé en cc qu'il comprend un corps (10) ayant des passages d'entrée et de sortie (18, 20) alignés axialement, une clé (12) de robinet ayant un alésage (22) qui la traverse et touri-Ilon- nant dans le corps afin que l'alésage-puisse venir dans l'alignement des passages du corps et en position de non alignement, entre des positions d'ouverture et de fermeture du robinet respectivement, un manchon (24) monté dans le passage d'entrée (18) et dont l'extrémité aval a un profil tel qu'elle délimite un espace circulaire (34) en direction axiale entre le manchon et la clé, cet espace étant suffisamment grand, en direction axiale, pour que la clé puisse tourner librement, mais étant cependant suffisamment faible pour que, lorsque la clé est en posi- tion de fermeture, seule une petite quantité de fluide admise dans le passage d'entrée passe en dérivation par ledit espace autour de la clé, le corps et la clé étant construits et disposés de manière qu'ils dirigent tout le fluide passant dans le passage d'entrée vers le passage de sortie, si bien que le robinet peut être rapidement ouvert avec un effort minimal de rotation et peut recevoir un objet solide de forme irrégulière dont la plus grande dimension est inférieure au diamètre du manchon afin que cet objet puisse passer librement sans être retenu. 2. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que les passages d'entrée et de sortie (18, 20) sont lisses, de forme cylindrique et pratiquement de même diamètre interne. 3. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que les passages d'entrée et de sortie (18, 20) et l'alésage (22) de la clé ont une forme cylindrique, sont lisses, peuvent être alignés axialement et ont prati- quement le même diamètre interne. 4. Robinet selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'intérieur du manchon (24) est lisse et cylin- drique, l'alésage (22) formé dans la clé est lisse et cylindrique et a le même diamètre interne que le manchon, et l'alésage de la clé est destiné à être aligne sur le manchon. 5. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le côté aval de la clé est adjacent au passage de sortie (20) et a une distance suffisante en amont de celui-ci pour qu'elle puisse tourner librement. 6. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face aval de la clé (12) est adjacente au passage de sortie (20) et a une distance suffisante en amont de celui-ci pour qu'un fluide passant en dérivation ait librement accès au passage de sortie. 7. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face aval de la clé (12) est adjacente au passage de sortie (20) et a une distance suffisante en amont de celui-ci pour que la clé puisse être tournée librement et pour que du fluide passant en dérivation accède au passage de sortie, l'espacement de la clé par rapport au passage de sortie étant au moins égal à l'espace (34) séparant la clé du manchon. 8. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide est à une température élevée et ledit espace (34) permet le passage en dérivation du fluide autour de la clé et dans le passage de sortie afin que les canalisations qui sont raccordées soient protégées contre un choc thermique lorsqu'un robinet de purge est ouvert rapidement. 9. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (24) est retenu afin qu'il ne puisse pas se déplacer vers l'aval. 10. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit espace (34) est prédéterminé. 11. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit espace est sensiblement égal à 4,75 mm. - 12. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (32) de réglage dudit espace. 13. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (24) a un collier (26) placé à son extrémité amont, et un dispositif formant une cavité (30) dans le corps (10) est destiné à loger le collier si bien que le manchon est positionné positivement et ne peut? pas se déplacer vers l'aval. 14. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (24) a un collier à son extrémité amont, une gorgé (30) est formée dans le corps afin qu'elle loge le collier, et une cale (32) est placée entre le collier et la gorge afin qu'elle détermine la distance séparant l'extrémité aval du manchon de la clé, délimitant ainsi ledit espace (34). 15. Robinet selon la revendication 14, caractérisé en ce que la surface interne du collier (26) s'évase vers l'extérieur afin que la résistance présentée à des objets solides pénétrant par le robinet soit réduite. i6. Robinet de purge, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (10) ayant des passages cylindriques, lisses, axialement alignés (18, 20) d'entrée et de sortie, ayant un même diamètre, une clé (12) ayant un alésage cylindrique lisse (22) qui la traverse, la clé tourillonnant dans le corps afin que son alésage puisse s'aligner axia- lement sur les passages d'entrée et de sortie et puisse être décalé par rapport à cette position d'alignement, entre des positions d'ouverture et de fermeture du robinet, un manchon cylindrique lisse (24) monté dans le passage d'entrée (18) et destiné à être retenu afin qu'il ne puisse pas se déplacer vers l'aval, le diamètre interne du manchon étant égal au diamètre interne de l'alésage de la clé, et l'extrémité aval du manchon ayant un profil tel qu'elle délimite axialement un espace circulaire entre le manchon et-la partie amont de la clé lorsque celle-ci est en posi- tion de fermeture, et un espace libre formé entre le côté aval de la clé (12) et le passage de sortie (20), cet espace étant au moins égal à l'espace délimité entre le manchon et la clé, le corps et la clé étant construits et disposésde manière que tout le fluide passant dans le passage d'entrée soit dirigé vers le passage de sortie, si bien qu'un objet solide dont la plus grande dimension est inférieure au diamètre interne du manchon peut passer librement dans le corps et la clé lorsque l'alésage de' la clé est aligné axialement sur les passages d'entrée et de sortie. 17. Robinet selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit espace formé entre le manchon et la clé est prédéterminé. 18. Robinet selon la revendication 16, caracté- risé en ce que ledit espace (34) délimité entre le manchon et la clé est sensiblement égal à 4,75 mm. 19. Robinet selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à régler l'espace séparant le manchon de la clé. 20. Robinet selon la revendication 16, caractérisé en ce que le manchon (24) a un collier (26) à son extrémité amont, et un dispositif formant une cavité (30) dans le corps est destiné à loger le collier du manchon, si bien que le manchon est positionné positivement et ne peut pas se déplacer vers l'aval. 21. Robinet selon la revendication 16, caractérisé en ce que le manchon (24) a un collier (26) a son extrémité amont, une gorge (30) étant destinée à loger le collier et étant formée dans le corps, et une cale (32) est disposée entre le collier et la gorge afin qu'elle détermine la distance séparant l'extrémité aval du manchon de la clé et délimite ainsi ledit espace. 22. Robinet selon la revendication 21, caractérisé en ce que la surface interne du collier (26) s'évase vers l'extérieur afin que la résistance prsecntee à des objets solides qui pénètrent dans le robinet soit réduite. 23. Procédé de purge d'une canalisation, des matériaux indésirables qu'elle contient, caractérisé en ce qu'il comprend: la disposition, dans la canalisation, d'un robinet ayant un corps (10) qui a des passages d'entrée et de sortie (18, 20), une clé (12) ayant un alésage (22) qui la traverse et tourillonnant dans le corps afin que l'alésage puisse venir dans l'alignement desdits passages, et un espace (34) délimité entre le corps (10) et la clé (129T et assurant une communication permanente entre les passages d'entrée et de sortie, ledit espace étant relativement faible par rapport à l'alésage et ne pouvant transmettre qu'une quantité relativement faible de fluide, la disposition du robinet (12) en position de fermeture dans laquelle la communication est établie entre les passages d'entrée et de sortie (18, 20) uniquement par ledit espace, l'admission de vapeur d'eau sous pression dans le robinet, la vapeur passant par ledit espace (34) jusqu'à ce que la température régnant dans la partie de canalisation qui est en aval du robinet soit normalisée, et l'ouverture rapide du robinet de manière que l'alésage (22) soit aligné sur lesdits passages (18, 20), si bien qu'une chute brutale de pression existe dans la canalisation, et les matériaux indésirables en sont alors chassés. 24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que le robinet comporte un manchon (24) placé dans le passage d'entrée (18), et le procédé comprend le réglage du manchon de manière que la périphérie aval du manchon se trouve à une distance choisie de la clé.