Brevet FR2596485A1 — publié le 19871002

VANNE A GUILLOTINE La présente invention concerne une vanne à guillotine à haute étanchéité. La figure 1 représente une vue de face d'un exemple de vanne à 5 guillotine classique; la figure 2A représente une vue en coupe de cette vanne et les figures 2B-et 2C sont des vues de détail d'une partie de la figure 2A représentant des variantes classiques de réalisation. Dans ces figures, on peut voir un corps de vanne 1 muni d'une ouverture axiale principale 2 servant de passage pour le fluide, cette ouverture pouvant 10 être obturée par une pelle 3 coulissant dans le logement et actionnée par une tige de manoeuvre 4. Ainsi, dans les vannes à guillotine classiques, la pelle 3 rentre et sort du logement 1. Pour éviter les fuites, plusieurs moyens d'étanchéité sont prévus. D'abord, comme le montre la vue en coupe de la figure 2A, la 15 zone périphérique 6 de l'ouverture 2 est délimitée par une ouverture transversale qui épouse d'aussi près que possible la dimension de largeur de la pelle 3. En outre, vers la région o la pelle rentre et sort du corps 1, est prévu un système de presse-étoupe 7 représenté en pointillés en figure 1. Pour améliorer l'étanchéité, on a pu prévoir, 20 comme le représente la vue en coupe partielle de la figure 2B, de munir d'un joint 8 la zone périphérique de l'ouverture axiale 2, ou bien, comme le représente la figure 2C, de prévoir des joints 10 de part et d'autre de cette ouverture. Néanmoins, tous ces systèmes se sont avérés dans la pratique peu efficaces, notamment quand une pression élevée est 25 appliquée d'un côté de la vanne à guillotine fermée. En outre, un presseétoupe longitudinal tel que le presse-étoupe 7 est également fondamentalement un dispositif sujet à fuites. Du fait de l'existence de ces fuites, le fluide, en circulation à travers l'ouverture 2 ou bloqué par la pelle 3, tend à venir polluer la région du presse-étoupe et à 30 détériorer encore l'efficacité de celui-ci. Enfin, le fait que la pelle entre et sorte du corps peut entraîner que, quand celle-ci est refermée, des agents polluants de l'extérieur sont introduits vers le liquide dont la vanne doit arrêter la circulation. Ainsi, un objet de la présente invention est de prévoir un 35 nouveau type de vanne à guillotine plus efficace du point de vue étanchéité et plus effectif contre toute pollution. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, la présente invention prévoit une vanne à guillotine comprenant un passage principal axial pour le fluide, un logement transversal traversé par ledit passage dans lequel coulisse une pelle entre une position ouverte et une position fermée, des moyens d'étanchéité entre la pelle et au moins une - 5 face latérale du logement autour du passage principal, et des moyens de manoeuvre de la pelle. Dans cette vanne, le logement transversal a des dimensions propres à contenir entièrement la pelle tant dans la position ouverte que dans la position fermée; et les faces internes opposées du logement comprennent deux rainures périphériques auxdits passages et en vis-à-vis qui reçoivent des joints annulaires élastiques, la dimension des rainures et des joints étant telle que ceux-ci sont en appui l'un contre l'autre en position ouverte et viennent presser les faces opposées de la pelle en position fermée. De préférence, le guidage de la pelle dans le sens axial est 15 assuré par les seuls joints annulaires élastiques; les moyens de manoeuvre sont reliés à la pelle par une liaison permettant le libre débattement axial de la pelle. Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de manoeuvre sortent du logement par un passage circulaire et agissent par rotation. En pratique, une telle vanne, en plus des avantages énoncés cidessus, présente l'avantage que le couple de manoeuvre est faible et sensiblement constant quelle que soit la pression du liquide dans la tuyauterie que la vanne vise à commander. Ceci constitue également un avantage par rapport aux vannes à guillotine de l'art antérieur dans lesquelles le couple de commande était en général extrêmement variable selon la pression du fluide à l'intérieur des tuyauteries. La présente invention vise également un mode de réalisation particulier de la vanne selon l'invention en simplifiant la fabrication. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de 30 la présente invention, apparaîtront plus en détail dans la description ci-après d'un mode de réalisation particulier faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: - les figures 1 et 2A à 2C ont été décrites précédemment pour faire ressortir la structure et les inconvénients des vannes à guillotine classiques; - la figure 3 est une vue de face en coupe d'une vanne à guillotine selon un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la vanne à guillotine de la figure 3; et - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la vanne à guillotine de la figure 3. Comme le représentent les figures 3 et 5, la vanne à guillotine selon la présente invention comprend un corps principal 11 traversé par un passage axial 12 pour le fluide dont la vanne vise à réguler l'écoulement et une pelle 13 complètement contenue dans un logement 14 ménagé dans le corps de vanne. Dans les figures, la pelle 13 est 10 représentée à une position de fermeture intermédiaire et est actionnée par une tige de manoeuvre 15 sortant du corps de vanne par un passage latéral 16 muni d'un presseétoupe, cette tige étant munie d'une partie filetée 17. Ainsi, quand la tige est entraînée en rotation, elle déplace un écrou 18 solidaire de la pelle 13 par une chape 19 et une goupille 15 30. La chape comporte deux bras dont l'écartement est supérieur à l'épaisseur de la partie de la pelle qui est insérée entre eux, pour permettre un libre débattement axial de la pelle. La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3. On peut y voir la pelle 13 dans le logement 14. Selon une 20 caractéristique de l'invention, la pelle 13 est plus étroite que le logement transversal 14, pour permettre le libre débattement axial de la pelle. La région de l'ouverture axiale 12 est délimitée par des joints toriques 20 et 21 contenus dans des sièges de joints 22 et 23. Selon une caractéristique de l'invention, les sièges de joints 25 22 et 23, et les joints 20 et 21 sont dimensionnés de sorte que, comme on peut le voir en partie basse de la figure 4, quand la pelle n'est pas glissée entre les joints, ceux-ci sont en appui l'un contre l'autre. Et, comme on peut le voir dans la partie haute de la figure, la pelle vient se glisser entre ces joints, les comprimant encore davantage. La figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 3, et on peut y voir à nouveau la disposition particulière des joints 20 et 21 et de leurs logements 22 et 23. Dans le logement représenté àa la partie droite de la figure 5 se trouve la tige de manoeuvre non représentée et solidaire de la pelle 13 de la façon illustrée en figure 3. Le dispositif représenté en figures 3 a 5 élimine les inconvénients exposés précédemment de l'rt antérieur. Tout d'abord, la pelle 13 ne sortant jamais du logement 14, on évite toute pollution par le passage de la pelle de l'extérieur vers l'intérieur du corps de vanne. D'autre part, la tige de manoeuvre pénétrant dans le logement par un presse-étoupe annulaire 16 dans lequel elle tourne, on obtient une 5 bien meilleure étanchéité qu'avec un presse-étoupe longitudinal tel que le presse étoupe des figures 1 et 2. Enfin, du fait que les joints sont en contact même en l'absence de la pelle entre eux, même si cette disposition n'empêche pas le liquide contenu dans les conduites d'entrée et de sortie de pénétrer dans le logement, ceci réalise un certain 10 filtrage et évite que des particules éventuellement corrosives ou abrasives pénètrent dans le logement. D'autre part, dans les figures 4 et 5 apparaissent des détails indiquant un assemblage pratique de pièces pour constituer un corps de vanne selon la présente invention. On notera que le logement transversal 15 principal est réalisé à l'aide de deux pièces accolées, ce qui le rend facile à usiner, le logement contenant la tige de manoeuvre étant constitué d'une troisième pièce; et, comme on peut le voir par exemple sur la partie basse de la figure 4 et en partie gauche de la figure 5, des protubérances supplémentaires du corps de vanne destinées à contenir 20 des moyens de fixation tels que des alésages filetés sont rapportées sur le corps de vanne, ce qui permet de réaliser éventuellement ces pièces en des matériaux plus durs (acier) et plus aptes a supporter les contraintes des filetages. Les diverses pièces pourront être assemblées par tout moyen classique: embottement, soudage, brasage, collage... Dans un mode de réalisation pratique, la pelle qui a été représentée de façon seulement schématique pourra comprendre un bord d'attaque 24 en biseau pour mieux se glisser entre les joints et pour améliorer l'étanchéité entre les joints 20 et 21 au voisinage du bord d'attaque de la pelle quand celle-ci est à une position intermédiaire. 30 D'autre part, de préférence, la pelle ne sera jamais complètement sortie d'une position o elle est partiellement insérée entre les joints, c'est à dire une position dans laquelle elle est un peu plus en haut que dans le cas de la figure 4, et ceci pour ne pas risquer de chasser les joints en dehors de leurs sièges lors de l'insertion de la pelle. REVENDICATIONS 1 - Vanne àa guillotine comprenant un passage principal axial (12) pour le fluide à réguler, un logement transversal (14) traversé par ledit passage dans lequel coulisse une pelle (13) entre une position 5 ouverte et une position fermée, des moyens d'étanchéité entre la pelle et au moins une face latérale du logement autour du passage principal et des moyens de manoeuvre (15) de la pelle, caractérisée en ce que: - le logement transversal (14) a des dimensions propres a contenir entièrement la pelle tant dans la position ouverte que dans la position 10 fermée, et - les faces internes opposées du logement comprennent deux rainures (22, 23) périphériques audit passage et en vis-à-vis qui reçoivent des joints annulaires élastiques (20, 21), la dimension des rainures et des joints étant telle que ces derniers sont en appui entre eux en position ouverte 15 et viennent presser les faces opposées de la pelle en position fermée. 2 - Vanne à guillotine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de manoeuvre sortent dudit logement par un passage latéral (16) dans lequel ils tournent. 3 - Vanne à guillotine selon la revendication 1, caractérisée 20 en ce que le guidage de la pelle dans le sens axial est assuré par les joints annulaires élastiques (20, 21), les moyens de manoeuvre étant reliés à la pelle par une liaison permettant le libre débattement axial de la pelle. 4 - Vanne à guillotine selon la revendication 1, caractérisée 25 en ce que, en position ouverte, la pelle reste partiellement engagée entre les joints annulaires. - Vanne à guillotine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pelle a des bords d'attaque (24) biseautés. -;X_