Brevet FR2606852A1 — publié le 19880520

La présente invention est relative à un dispositif anticavitation et antiérosion pour vanne à clapet. Dans le brevet Français N" 8202755 du 19 Février 1984, on avait décrit un dispositif selon lequel le canal de circulation du fluide présentait, en regard de la queue tronconique du clapet, des gorges circulaires. Par cette disposition, on parvenait à éviter le phénomène de cavitation mais non celui d'érosion dû au frottement du fluide qui franchissait le siège du clapet à très grande vitesse en raison d'un abaissement trop rapide de la pression statique inhérent à la forme tronconique de la queue du clapet. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient. Selon l'invention, la tige de commande du clapet de la vanne traverse une succession de chambres, dans la première desquelles le siège débouche, lesdites chambres communiquant entre elles et la dernière avec la sortie de la vanne par l'entremise d'orifices, traversés par ladite tige qui présente, sensiblement au droit de chacun desdits orifices,une partie cylindrique, susceptible d'obturer l'orifice correspondant,se prolongeant, à l'opposé du sens d'écoulement du fluide, par une partie tronconique se raccordant par sa grande base à ladite partie cylindrique. De cette façon, on comprend qu'il est possible, par un calcul judicieux de la section offerte au passage du fluide d'une chambre à l'autre, de faire chuter la pression statique d'une façon connue et compatible avec une vitesse admissible du fluide. D'autres caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés à titre d'exemple indicatif seulement, sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe verticale d'une vanne conforme à l'invention, le dispositif de commande de la tige du clapet usuel n'étant pas représenté' Les figures 2,3 et 4 sont des vues partielles et à plus grande échelle montrant,notamment, la possibilité de faire varier la section offerte au passage du fluide d'une chambre à l'autre, selon la position de la tige du clapet. En se reportant aux dessins, on voit que le corps 1 de la vanne comporte une entrée 2 et une sortie 3 de fluide, séparées par un siège 4,normalement obturé par un clapet 5,porté par une tige 6 de commande. Selon l'invention, la tige 6 traverse des chambres 7 qui communiquent entre elles et la dernière avec la sortie 3 par l'entre mise d'orifices 8. La tige 6 présente, sensiblement au droit de chacun des orifices 8,une partie cylindrique 9 se prolongeant vers le bas par une partie tronconique 10. Chacune des parties cylindriques 9 est susceptible de s'ajuster, librement et sans jeu, dans l'orifice 8 correspondant lorsque le clapet 5 est appliqué contre son siège ( figure 2). Lorsqu'on déplace la tige 6, selon la flèche F1, le clapet se soulève, le fluide pénètre dans la première chambre 7, la pression statique chute et le phénomène de cavitation est éliminé par " éclatement " dans ladite chambre. Simultanément, les parties 9-10 de ladite tige 6 sont amenées sensiblement dans la position représentée sur la figure 3. En franchissant l'orifice 8a de la figure 3, la pression chute de nouveau et ainsi de suite d'une chambre à l'autre jusqu'à la dernière. Compte tenu de la pression à l'entrée de la vanne, de celle qu'on désire obtenir à la sortie, de la nature du fluide et des matériaux utilisés, on comprend qu'il est possible par un calcul judicieux de la section offerte au passage du fluide entre chaque étage de maintenir la vitesse de ce dernier en -dessous d'une valeur critique susceptible de donner naissance à des phénomènes d'érosion. La conception de la vanne qui vient d'être décrite ci-dessus, permet de remédier aussi à un problème important à savoir le colmatage de la vanne en raison des impuretés solides véhiculées par le fluide et qui a lieu surtout lorsque l'écart entre la pression d'entrée et celle de sortie est important. Si on se reporte à la figure 3, on voit que des impuretés peuvent se déposer dans l'espace annulaire ménagé entre l'alésage de l'orifice 8 et la périphérie de la partie tronconique 10. Ce phénomène intempestif se traduit par une chute du débit à la sortie qui est rapidement décelée par les appareils de mesure usuels sous la dépendance desquels la vanne est placée. Selon l'invention, la tige 6 présente à la suite de chaque partie tronconique 10 une gorge 11 et la course axiale de ladite tige est telle que la gorge ll peut être placée sensiblement dans l'orifice 8, comme montré sur la figure 4. De cette façon, si un colmatage se produit, les appareils de mesure qui décelent ce défaut donne l'ordre au servo-mécanisme de commande de la tige 6 de la déplacer axialement pour qu'elle se place selon la position montrée sur la figure 4. A ce moment, la section offerte au passage du fluide augmente considérablement et la pression aussi, ce qui a pour effet de chasser les impuretés. Immédiatement après, la tige 6 est déplacée en sens inverse pour rétablir la pression à la sortie de la vanne à la valeur désirée ( position de la figure 3). Selon un mode de réalisation, le corps 1 présente un alésage 12 dans lequel sont empilés des boîtiers 13, délimitant les chambres 7,le boîtier inférieur étant obturé par une rondelle 14 portant le siège 4. Cet ensemble est maintenu contre le fond 15 de l'alésage 12 à l'aide d'un bouchon 16 traversé de façon étanche par la tige 6. L'étanchéité de l'ensemble est complétée par des joints 17 et 18. Un espace annulaire 19 est ménagé entre les boîtiers et l'alésage,ledit espace communiquant avec la sortie 3 par l'entremise de trous 20 du bouchon. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit et représenté mais s'étend, au contraire, à toutes variantes de formes et dimensions. REVENDICATIONS. l-Dispositif anticavitation et antiérosion pour vanne à clapet,caractérisé en ce que la tige (6) de commande du clapet (5) de la vanne traverse une succession de chambres (7),dans la première desquelles le siège (4) débouche, lesdites chambres communiquant entre elles et la dernière avec la sortie (3) de la vanne, par l'entremise d'orifices (8),traversés par ladite tige qui présente, sensiblement au droit de chacun desdits orifices une partie cylindrique (9),susceptible d'obturer l'orifice correspondant, se prolongeant à l'opposé du sens d'écoulement du fluide par une partie tronconique (10) se raccordant par sa grande base à ladite partie cylindrique. 2-Dispositif anticavitation et antiérosion pour vanne à clapet selon la revendication l,caractérisé en ce que la tige (6) présente à la suite de chaque partie tronconique (10) une gorge (11) susceptible,par un déplacement axial de ladite tige, d'être amenée sensiblement au droit de l'orifice (8)correspondant.