Brevet FR2591577A1 — publié le 19870619

La présente invention concerne un tiroir à calotte pour canalisations et récipients de matière en vrac, se composant d'un carter pourvu d'une ouverture de forme circulaire, qui peut être obturée par une calotte montée de façon pivotante dans le carter et dont une zone marginale de forme circulaire, dépassant du bord de l'ouverture, peut être rendue étanche au moyen de disques annulaires d'étanchéi- té et qui est déplaçable au moyen d'un piston annulaire dispo- sé dans le carter coadalement par rapport à l'ouverture et qui délimite une chambre de travail de forme cylindrique annulaire pouvant être sollicitée en pression. Un tel tiroir à calotte est connu d'après la demande de brevet allemand DE-OS 33 27 901. Dans une condi- tion d'ouverture, la calotte qui a pivoté sur le côté permet sans entrave le passage d'un courant de matière en vrac. Quand l'opération de fermeture est amorcée, la calotte recou- vre progressivement la section libre de passage. Le bord inférieur de l'ouverture de carter est agencé de telle sorte qu'il forme, en coopération avec le bord avant de la calotte, un intervalle de sectionnement d'une largeur de l'ordre de 0,5 mm. Ainsi des particules entravant le processus de fermeture sont sectionnées. Le tiroir à calotte peut par conséquent être fermé au travers du courant total de matière en vrac. Après la fermeture, le piston annulaire est solli- cité en pression et il applique ainsi les disques annulaires d'étanchéité contre la zone marginale de forme circulaire correspondante de la calotte. De cette manière, on peut obtenir une étanchéité correcte également pour des pressions différentielles supérieures à 10 x 105Pa. Cependant il s'est avéré qu'avec ce tiroir à calotte connu, la force de rappel n'est pas suffisante dans tous les cas pour assurer, après la décharge en pression du piston annulaire et avant le pivotement de la calotte dans la position d'ouverture, le soulèvement sûr des disques annulaires étanchéité par rapport au bord de la calotte. Il en résulte qu'un couple supérieur est nécessaire pour faire pivoter la calotte, ce qui se traduit par une plus grande usure des disques annulaires d'étanchéité. L'invention a pour but de créer un tiroir à calotte du type défini cidessus, avec lequel on obtienne un soulèvement plus sûr des disques annulaires d'étanchéité par rapport à la calotte après la décharge en pression du piston annulaire et on réduise ainsi considérablement l'usure, notamment des disques annulaires d'étanchéité, ainsi que le couple nécessaire pour faire pivoter la calotte. - Ce problème est résolu selon l'invention du fait que les disques annulaires d'étanchéité sont reliés rigide- ment au piston annulaire et du fait que les parois de la chambre de travail de forme cylindrique annulaire se composent de deux soufflets métalliques élastiques et mutuellement coaxiaux. A la différence du tiroir à calotte connu, dans lequel les disques annulaires d'étanchéité sont maintenus solidement par leur périphérie extérieure dans un anneau d'appui et, lors de la sollicitation en pression du piston annulaire, sont déformés élastiquement par celui-ci,-l'inven- tion prévoit une disposition flottante des disques annulaires d'étanchéité, qui ne doivent pas être formés d'un matériau élastique car la force de rappel est exercée par les soufflets métalliques sollicités élastiquement et dont la constante d'élasticité, de même que leur course élastique, peuvent être définies,en correspondance à la force de rappel nécessaire, par un choix et un dimensionnement appropriés des matériaux, indépendamment de la matière utilisée pour les disques annulaires d'étanchéité et de leurs dimensions. Selon une forme de réalisation avantageuse, les bords correspondants des soufflets sont reliés de façon étanche à la pression d'une part avec le piston annulaire et d'autre part avec un fond de cylindre de forme annulaire. On obtient de cette manière une unité d'entraînement indé- pendante pour les disques annulaires d'étanchéité. Une autre forme de réalisation est caractérisée par le fait que les disques annulaires d'étanchéité, le piston annulaire, les soufflets et le fond de cylindre constituent un dispositif d'étanchéité remplaçable d'un bloc. Selon une particularité avantageuse de l'inven- tion, le fond de cylindre s'appuie de façon étanche contre une surface du carter, dans laquelle débouche au moins un trou de carter relié à une source de fluide sous pression il est prévu entre la surface de carter et la surface d'appui du fond de cylindre une rainure servant de canal de distribution et le fond de cylindre comporte des trous de liaison répartis sur sa périphérie entre le canal de distribution et la chambre de travail. Il est ainsi possible d'assurer de façon appropriée une alimentation en fluide sous pression. Selon d'autres particularités de l'invention: - il est prévu des éléments de limitation de course pour le piston annulaire; - chaque élément de limitation de course se compose d'un dispositif à broche relié au fond de cylindre, s'étendant au travers de la chambre de travail jusqu'au piston annulaire et qui comporte, pour chaque position limite du piston annulaire, une surface de butée pour une surface antagoniste formée sur le piston annulaire. Ainsi la sécurité de fonctionnement est améliorée, notamment lorsqu'il se produit dans le système à fluide sous pression des défauts d'étanchéité ou bien lorsque la pression maximale admissible est dépassée. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: les figures 1 et 2 représentent, de façon schématique et simplifiée et selon des vues en coupe, un exemple de réali- sation d'un tiroir à calotte conforme à l'invention. Le tiroir à calotte se compose d'une partie supérieure de carter la et d'une partie inférieure de carter lb, qui sont réalisées chacune en construction soudée et qui sont reliées entre elles par boulonnage de brides de liaison avec étanchéité. Dans la partie inférieure lb du carter est montée de façon pivotante une calotte sphérique 2, qui peut être déplacée par exemple sur une plage angulaire d'environ 90'. A cet effet, la calotte sphérique 2 est reliée sans possibilité de rotation relative avec deux tourillons 3a, 3b, qui sont reçus dans des paliers 4a, 4b et dont le tourillon 3a est accouplé à un mécanisme d'entrai- nement en rotation, non représenté. Dans a partie supérieure la du carter, il est prévu, dans un volume annulaire 8 délimité par une paroi intérieure 6 et une paroi extérieure 7 et coaxial à l'ouverture d'entrée 5, un dispositif d'étanchéité qui se compose d'un ensemble de trois disques annulaires d'étanchéi- té 9a, 9b, 9c ayant des diamètres intérieurs étagés. Les disques annulaires d'étanchéité 9a, 9b, 9c maintiennent deux bagues d'étanchéité élastiques lOa, lob qui sont reliées par boulonnage avec un piston annulaire 11. Le piston annulaire 11 est entraîné par un cylindre annulaire dont la chambre de travail 12 est délimitée par un soufflet métallique élastique intérieur 13, un soufflet métallique extérieur 14 de même type et un fond de cylindre 15. Le fond de cylindre 15 s'applique par son côté supérieur, sans possibilité de translation, contre le côté inférieur de la bride de fixation 16 de la partie supérieure la du carter. Cette bride de fixation 16 comporte deux trous 17a, 17b mutuellement ortho- gonaux et dont le trou 17a est prolongé par un raccord à fluide sous pression 18, de préférence un raccord à air comprimé, tandis que le trou 17b débouche dans une rainure peu profonde 19 ménagée dans le côté supérieur du fond de cylindre 15 et de laquelle partent un certain nombre de trous de liaison 20, répartis sur la périphérie et traversant le fond de cylindre 15 pour déboucher dans la chambre de travail 12. Sur la figure 1, un seul de ces trous de liaison 19 est représenté. L'étanchéité nécessaire est assurée par deux bagues toriques 21a, 21b disposées concentriquement l'une par rapport à l'autre et dans le côté supérieur du fond de cylindre 15. Le piston annulaire 11 exécute, entre sa posi- tion de repos,représentée sur le dessin et dans laquelle la chambre de travail 12 est sans pression, et sa position de travail, dans laquelle les bagues d'étanchéité lOa, lob s'appliquent avec une forme annulaire contre le côté supé- rieur de la calotte sphérique 2, une course de quelques millimètres. Dans la chambre de travail 12, plusieurs élé- ments de limitation de course sont répartis sur sa périphé- rie, un seul desdits éléments étant représenté sur le dessin. Chaque élément de limitation de course se compose d'un fourreau 22, qui est vissé sur le fond de cylindre 15 à l'aide d'un boulon 23 engagé dans un trou correspondant ménagé dans le piston annulaire 11. Le fourreau 22 comporte un épaulement diamétral contre lequel le piston annulaire 11 s'applique dans sa position de repos par un collet 24 qui, dans la position de travail du piston annulaire 11, vient s'appliquer contre un disque 25 placé entre la tête du boulon 23 et la surface frontale du fourreau 22 REVENDICATIONS 1. Tiroir à calotte pour canalisations et récp.ents de matière en vrac, se composant d'un carter pourvu d'une ouverture de forme circulaire, qui peut être obturée par une calotte montée de façon pivotante dans le carter et dont une zone marginale de forme circulaire, dépassant du bord de l'ouverture, peut être rendue étanche au moyen de disques annulaires d'étanchéité et qui est déplaçable au moyen d'un piston annulaire disposé dans le carter coaxialement par rapport à l'ouverture et qui délimite une chambre de travail de forme cylindrique annulaire pouvant être sollicitée en pression, caractérisé en ce que les disques annulaires d'étanchéité (9a, 9b, 9c) sont reliés rigidement au piston annulaire (11) et en ce que les parois de la chambre de travail (12) de forme cylindrique annulaire se composent de deux soufflets métalliques (13, 14) élastiques et mutuel- lement coaxiaux. 2. Tiroir à calotte selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords correspondants des soufflets (13, 14) sont reliés de façon étanche à la pression d'une part avec le piston annulaire (11) et d'autre part avec un fond de cylindre (15) de forme annulaire. 3. Tiroir à calotte selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les disques annulaires d'étanchéité (9a, 9b, 9c) du piston annulaire (11), les soufflets (13, 14) et le fond de cylindre (15) constituent un dispositif d'étanchéité remplaçable d'un bloc. 4. Tiroir à calotte selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le fond de cylindre (15) s'appuie de façon étanche (21a, 21b) contre une surface du carter, dans laquelle débouche au moins un trou de carter (17a, 17b) relié à une source de fluide sous pression, en ce qu'il est prévu entre la surface de carter et la surface d'appui du fond de cylindre une rainure (19) servant de canal de distribution et en ce que le fond de cylindre (15) comporte des trous de liaison (20) répartis sur sa périphérie entre le canal de distribution et la chambre de travail (12). 2.591577 5. Tiroir à calotte selon une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu des éléments de limitation de course (22 à 25) pour le piston annulaire (11). 6. Tiroir à calotte selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque élément de limitation de course se compose d'un dispositif à broche (22,23) relié au fond de cylindre 15, s'étendant au travers de la chambre de travail (12) jusqu'au piston annulaire (11) et qui comporte, o10 pour chaque position limite du piston annulaire (11), une sur- face de butée pour une surface antagoniste (24) formée sur le piston annulaire.