Brevet FR2566508A1 — publié le 19851227

Dans de nombreux domaines techniques, il est. fréquent d'avoir à obturer une ouverture de manière é- tanche à un fluide, notamment une ouverture pratiquée sur une conduite de fluide. De manière générale, on utilise un élément d'obturation de dimensions au moins égales à celles de l'ouverture à obturer et maintenu contre celle-ci. Un joint d'étanchéité intercalé entre les bords de l'ouverture et l'élément d'obturation as- sure l'étanchéité recherchée, La présence du joint d'étanchéité permet d'absorber dans une certaine mesure les inégalités de surface et les déformations tant du bord de l'ouverture que de l'élément d'obturation. Il est toutefois nécessaire que celles-ci ne dépassent pas certaines limites sans quoi des défauts d'étanchéité apparaissent. Il est donc indispensable que l'élément d'obturation et les bords de l'ouverture à obturer soient usinés avec une certaine précision. Le co t de réalisation est donc relativement élevé. En outre, il est également nécessaire que les dimensions de l'ou- verture à obturer soient relativement précises. - La présente invention remédie à ces inconvé- nients, et propose à cet effet un dispositif d'obtura- tion de conception et de mise en oeuvre simples, qui peut s'adapter sur des orifices de dimensions diffé- rentes, et d'un prix de revient peu élevé. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif d'obturation d'une ouverture limitée par un bord comprenant un élément d'obturation dont les di- mensions sont au moins égales à celles de l'ouverture, des moyens pour assurer une étanchéité à un fluide entre l'élément d'obturation et le bord. - Conformément à l'invention, les moyens pour assurer une étanchéité à un fluide entre l'élément d'obturation et le bord de l'ouverture à obturer sont constitués par une membrane souple, par des moyens pour fixer le pourtour de cette membrane sur l'élé- ment d'obturation de manière à délimiter un volume entre la membrane et l'élément d'obturation et par un trou de communication pratiqué dans l'élément d'obtu- ration pour mettre ledit volume en communication avec une source de fluide sous pression. L'invention concerne également une vanne- tiroir comportant un tel dispositif d'obturation. Elle est constituée d'un corps comportant deux parois dans lesquelles sont formées des ouvertures délimitant un - passage pour un fluide et un tiroir guidé dans le corps, des moyens pour déplacer le tiroir entre une position fermée dans laquelle il obture le passage et une position ouverte dans laquelle il n'obture pas le passage. Elle se caractérise en ce que le tiroir com- porte une membrane souple sur chacune de ses faces, des moyens pour fixer le pourtour de chacune des mem- branes sur une face du tiroir de manière à délimiter un volume entre chacune des membranes et le tiroir, un canal de communication percé dans l'épaisseur du tiroir et mettant en communication chacun desdits volumes avec une source de fluide sous pression. L'invention présente de nombreux avantages. Elle est d'une conception simple, donc d'un prix de revient peu élevé. Elle peut s'adapter sur des orifi- ces de dimensions différentes. Elle est simple dans sa mise en oeuvre. Elle ne nécessite pas que l'orifice à obturer présente des dimensions très précises, Elle ne nécessite donc pas d'usinage de grande qualité. Elle peut être utilisée très facilement sur un chantier. La vanne-tiroir de l'invention présente les mêmes avantages. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins annexés représentant plu- sieurs modes d'exécution donnés à titre d'exemples. Sur les dessins annexés: - les figures 1 et 2 représentent un dispo- sitif d'obturation conforme à l'invention, dans lequel l'élément d'obturation est une plaque comportant une membrane unique; - la figure 3 représente un collier de ser- rage permettant de fixer une plaque telle que celle des figures 1 et 2 à l'extrémité d'une canalisation ne comportant pas de bride de fixation; - les figures 4 et 5 représentent deux va- riantes d'exécution des moyens pour fixer une membrane sur un élément d'obturation; - les figures 6 et 7 représentent deux ap- plications d'un dispositif d'obturation conforme à l'invention et comportant deux éléments d'obturation adaptés à deux ouvertures situées en regard l'une de l'autre; - la figure 8 représente une vanne à tiroir comportant un dispositif d'obturation selon l'inven- tion. Dans le mode de réalisation décrit en réfé- rence aux figures 1 à 5, le dispositif d'obturation comporte un élément d'obturation unique auquel est associée une membrane unique. Sur la figure 1, l'élé- ment d'obturation est constitué par une plaque métal- lique 2 rigide, de forne çirculaire. Cette plaque est disposée en regard d'une extrémité ouverte d'une ca- nalisation 4, destinée à véhiculer un fluide, par exemple un liquide tel que de l'eau, un produit chi- mique, un dérivé pétrolier ou un gaz. Le bor. 6 de la canalisation 4 délimite l'ouverture 7 que l'on désire obturer, Dans l'exemple décrit, cette ouverture est circulaire mais sa forme pourrait être différente, par exemple rectangulaire ou carrée. Une membrane 8 réalisée en une matière sou- ple telle qu'un élastomère est fixée par son pourtour à la plaque 2. Il est évident que la nature de l'élas- tomère doit être compatible avec celle du fluide à étancher. L'épaisseur de la membrane est fonction de la pression d'obturation. La membrane est fixée au moyen d'une couronne 10. Elle est pincée entre la pla- que 2 et la couronne qui est serrée par des vis 12. Les figures 4 et 5 représentent deux varian- tes de réalisation de la couronne. Sur la figure 5, la couronne comporte deux nervures 10Oa concentriques qui pénètrent dans des rainures annulaires correspondantes 2a pratiquées dans la plaque 2 lorsque la couronne est mise en place. Les nervures 10a et les rainures 2a ont pour fonction de pincer plus efficacement la mem- brane. Sur la figure 4, la plaque 2 présente un décro- chement 2b qui coopère avec un rebord annulaire 10b de la couronne. La fonction du décrochement et du re- bord annulaire est la même que celle des nervures et des gorges de la figure 5, à savoir pincer plus effi- cacement la membrane. La membrane et la plaque 2 délimitent un volume 16. Un trou de conmmunication 18 permet de met- tre en communication le volume 16 avec une source de fluide sous pression (non représentée) par l'intermé- diaire d'une canalisation 20. Le fluide sous pression peut être un gaz ou un liquideq Des moyens mécaniques permettent de fixer la plaque 2 en regard de l'extrémité de la canalisation 4. La plaque peut être fixée de telle manière que la mem- brane soit en contact direct avec le bord 6, Elle peut également être fixée de telle manière qu'il existe un jeu entre le bord 6 et la surface de la membrane 8. C'est précisément l'un des avantages du dispositif d'obturation de l'invention de pouvoir absorber un tel jeu. Dans le mode de réalisation de la figure 1, la canalisation ne comporte pas par elle-même de bride de fixation pré-existante. C'est pourquoi, on a prévu des moyens de fixation rapportés constitués par un col- lier de serrage 22 représenté sur la figure 3 et cons- titué de deux demi-colliers assemblés au moyeh de bou- lons. Ce collier est serré à l'extrémité de la cana- lisation 4 afin de jouer le rôle d'une bride de fixa- tion. En revanche, la canalisation 4 représentée sur la vue de détail de la figure 2 comporte une bride de fixation pré-existante 14. Un collier rapporté tel que 22 n'est donc pas nécessaire. Des pattes de fixa- tion 24 présentant un profil en gradins, par exemple au nombre de quatre, ont pour fonction de fixer l'en- semble constitué par la plaque 2, la membrane 8 et la couronne 10 sur le collier de serrage 22 (mode de réa- lisation de la figure 1) ou sur la bride 14 (mode de réalisation de la figure 2). On remarque que les vis 12 servent à la fois à serrer la couronne 10 sur la plaque 2 et à assujettir l'ensemble constitué par la plaque, la membrane et le, couronne à l'extrémité de la canalisation. Mais ceci n'est pas indispensable et l'on pourrait prévoir deux sortes de vis pour assurer sé- parément ces deux fonctions. Pour mettre en oeuvre le dispositif d'obtu- ration représenté sur les figures 1 à 5, on relie le volume 16 à une source de fluide sous pression par l'intermédiaire de la canalisation 20. La membrane souple 8 se déforme jusqu'à venir en appui sur les bords 6 de l'ouverture à obturer. L'avantage princi- pal de ce dispositif est que la membrane souple est capable de se déformer beaucoup plus qu'un joint de type classique. Elle peut par conséquent compenser des variations de forme et de position beaucoup plus importantes. On a décrit dans ce qui précède l'appli- cation du dispositif de l'invention à l'obturation d'une conduite avec ou sans bride de fixation. Il va de soi qu'il trouve de nombreuses autres applications: sas de zones contaminées, entrées d'une bulle d'hôpi- tal de campagne, cloche de plongée pour travaux sous- marins, par exemple. On a représenté sur les figures 6 et 7 deux autres applications du dispositif d'obturation. Celle de la figure 6 s'applique à l'obturation de chacune des ouvertures d'une conduite 4, dont on a découpé un tronçon; celle de la figure 7 à l'obturation provi- soire de l'intérieur d'un corps de vanne 28. Deux en- sembles distincts sont formés d'une plaque 2, d'une membrane et d'une couronne de serrage 10 serrée sur la plaque au moyen de vis 13. Un trou de communication 18 prévu dans chacune des plaques 2 permet de mettre les volumes 16 délimités par une plaque et la membrane correspondante en communication avec une source de fluide sous pression (non représentée). Ces deux ap- plications se distinguent de celles des figures t à 5 par une réalisation différente des moyens pour mainte- nir les plaques 2 en regard des extrémités des canali- sations. Les deux dispositifs sont montés en opposi- tion et maintenus par un système mécanique qui assure leur application sur l'extrémité des canalisations 4, Sur la figure 6, ces moyens sont constitués par un vérin coulissant 26 qui assure simultanément la mise sous pression des volumes 16. Sur la figure 7, ils sont constitués par un cric 29, du genre cric de voi- ture. La mise sous pression des volumes 16 est réali- sée séparément par l'intermédiaire des canalisations 20. On a représenté sur la figure 8 une appli- cation du dispositif d'obturation à une vanne-tiroir. Cette vanne comporte un corps de vanne présentant deux parois parallèles 103 dans lequelles sont formées des ouvertures 7 raccordées à des canalisations 104, si- tuées de part et d'autre du corps de vanne. Le corps de vanne délimite un passage pour un fluide gazeux ou liquide. Un tiroir 102, qui constitue un élément d'ob- turation, peut être déplacé entre une position fermée représentée sur la figure 8, dans laquelle il obture le passage pour le fluide, et une position ouverte représentée en traits interrompus et désignée par la référence 102', dans laquelle il laisse libre le pas- sage. Une tige de commande 32 permet de déplacer le tiroir entre sa position ouverte et sa position fermée. De plus, la tige 3-2 est creuse et elle est reliée à un canal 34 percé dans l'épaisseur du tiroir 102 et qui se sépare en deux canaux qui débouchent chacun dans l'un des volumes 16 afin de les relier à une source de pression unique. On veut assurer une étanchéité entre cha- cune des membranes 8 et le bord 6. Ceci est obtenu, comme pour les modes de réalisation précédents, en dé- formant les membranes par application d'une pression jusqu'à ce qu'elles viennent en contact avec ces bords 6. La capacité de déformation des membranes permet d'accomoder un jeu entre le tiroir 102 et le rebord 6 ainsi qu'une imprécision de la position du tiroir. Une vanne à tiroir de ce type s'applique par exemple à un sas de bottes à gants. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précis décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1, Pispositif d'obturation d'une ouverture (7) limitée par un bord (6) comprenant un élément d'obturation (2, 102), dont les dimensions sont au moins égales à celles de l'ouverture (7), des moyens pour assujettir ledit élément d'obturation en regard de l'ouverture, et des moyens pour assurer une étanchéi- té à un fluide entre l'élément d'obturation (2, 102) et le bord (6), caractérisé en ce que les moyens pour as- surer une étanchéité entre l'élément d'obturation (2, 102) et le bord (6) sont constitués par une membrane souple (8), par des moyens pour fixer le pourtour de cette membrane sur l'élément d'obturation (2, 102) de manière à délimiter un volume (16) entre la membrane (8) et l'élément d'obturation (2, 102) et par un trou de communication (18, 32) pratiqué dans l'élément d'obtu- ration pour mettre le volume (16) en communication avec une source de fluide sous pression. 2. Dispositif d'obturation pour deux ouver- tures (7) situées en regard l'une de l'autre, caracté- risé en ce qu'il comporte deux dispositifs selon la revendication 1, les moyens pour maintenir chaque élé- ment d'obturation en regard de l'ouverture (7) corres- pondante étant disposés entre les deux éléments d'obtu- ration et exerçant sur chacun d'eux un effort qui l'ap- plique sur le bord de l'ouverture en regard de laquelle il se trouve. 3. Vanne-tiroir comportant un corps (30) comportant deux parois (103) dans lesquelles sont for- mées des ouvertures (7) délimitant une section de pas- sage pour un fluide et un tiroir (102) guidé dans le corps (30), et des moyens pour déplacer le tiroir (102) entre une position fermée dans laquelle il obture le passage pour le fluide et unae, position ouverte dans laquelle il n'obture pas ce passage, caractérisée en ce que le tiroir (102) comporte une membrane. souple sur chacune de ses faces, des moyens pour fixer le pourtour de chacune des membranes (8) sur l'une des faces du tiroir, de manière à délimiter un volume (16) entre chacune des membranes et le tiroir (102), un canal de communication (32) percé dans l'épaisseur du tiroir (102) mettant en communication chacun des volumes (16) avec une source de fluide sous pression. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens pour fixer le pourtour d'une membrane (8) sur un élément d'obtura- tion (2, 102) sont constitués par une couronne (10) serrée sur l'élément d'obturation, la membrane (8) étant pincée entre l'élément d'obturation et la cou- ronne. 5. Dispositif selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que la couronne (10) comporte des cor- dons (10a) qui pénètrent dans des rainures annulaires (2a) pratiquées dans la plaque (2) pour pincer plus efficacement la membrane (8). 6. Dispositif selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que la couronne (10) comporte un re- bord (10Ob) qui s'engage dans un décrochement corres- pondant (2b) de l'élément d'obturation (2, 102) afin de pincer plus efficacement la membrane (8). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour assujettir l'élément d'obturation (2) en regard de l'ouverture (7) sont constitués par des pat- tes de fixation (24) fixées sur l'élément-d'obturation (2), une bride (14) ou un collier rapporté (22) fixé à proximité du bord (6) étant pris(e) entre l'élément d'obturation (2) et les pattes de fixation (24).