Brevet FR2654179A1 — publié le 19910510

L'invention concerne une vanne de grande étanchéité qui peut notamment trouver emploi dans des circuits de fluides très coûteux ou dangereux, pour lesquels il faut éviter toute fuite vers l'extérieur. Des raisons de sécurité imposent souvent de placer de telles vannes dans des boites à gants étanches, et des problèmes surgissent quand il s'agit de les démonter ou de les remonter pour leur entretien. En effet, la vanne est unie à une canalisation d'entrée et une canalisation de sortie par des systèmes de liaison constitués chacun de deux brides boulonnées entre elles, solidaires respectivement de la vanne et d'une canalisation et entre lesquelles un joint d'étanchéité est serré. Ce joint est sensiblement plat, mais il doit cependant établir un centrage parfait entre les brides et être lui-même parfaitement centré, car les boulons ne peuvent assurer ces fonctions. Il faut donc munir les brides et le joint d'accidents de relief de formes complémentaires, tels que des sillons et des crêtes circulaires, pour réaliser une imbrication partielle du joint et l'empêcher d'être déplacé.Cela complique la forme du joint, et les médiocres possibilités d'action manuelle de l'extérieur d'une boite à gants rendent difficile le placement correct du joint, qui risque d'être endommagé au serrage (il est fréquemment, dans cette technique, en matériau métallique coûteux tel que le nickel, l'argent ou l'or) ou de ne pas autoriser l'étanchéité, d'autant plus qu'il est difficile de serrer uniformément les boulons. C'est pourquoi un remontage complet de vanne peut nécessiter un jour ou deux ainsi qu'un essai d'étanchéité à l'hélium avant de pouvoir réutiliser le circuit. Des problèmes identiques existent lorsque la vanne se décompose en un corps uni aux canalisations et une tête, porteuse d'un obturateur, unie au corps par un système de liaison de ce type, et qu'on entreprend le démontage et le remontage de la tête seule. Le but de l'invention est de supprimer ces inconvénients en remplaçant les brides, le joint et les organes de liaison tels que décrits par des pièces qui remplissent les mêmes fonctions mais agissent entre elles de manière plus pratique. Pour au moins un des systèmes de liaison, les brides ont une face externe (opposée au joint) conique de manière à présenter une périphérie amincie ; le joint d'étanchéité est constitué d'une partie en bourrelet serrée entre les faces internes des brides, d'une lèvre entourant les périphéries des brides et d'une partie intermédiaire reliant la partie en bourrelet à la lèvre ; les organes de liaison sont constitués de segments répartis autour des brides, munis d'une empreinte en creux sur laquelle glissent les faces externes des brides et reliés entre eux par des maillons auxquels ils sont articulés et par un maillon de fermeture de longueur réglable. La lèvre périphérique du joint assure le centrage des brides entre elles et la partie intermédiaire assure le centrage de la partie en bourrelet, qui seule assure l'étanchéité par rapport aux brides. L'appareil de serrage tel que décrit, en liaison avec la forme particulière des brides, permet un serrage uniforme et facilement contrôlable. On va maintenant décrire l'invention plus en détail à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif : - la figure 1 est une vue d'ensemble d'une vanne pourvue de l'invention ; - la figure 2 est une vue de face d'un collier de serrage ; et - la figure 3 est une coupe diamétrale d'une zone de jonction. Le corps de vanne 1 est joint à une tête de vanne 2, à une canalisation d'entrée 3 et à une canalisation de sortie 4. L'invention se trouve au moins sur une des trois zones de jonction correspondantes. Dans le cas présent, on suppose qu'elle se trouve sur les trois zones, mais on ne la représente en détail que sur la zone de jonction 5 entre le corps de vanne 1 et la tête de vanne 2. La tête de vanne 2 comprend une enveloppe munie de paliers sur lesquels coulisse une tige d'obturateur 6 qui pénètre à l'intérieur du corps de vanne 1 par une extrémité terminée par un obturateur 7. Un système à microcontacts 8 permet de déterminer si la vanne est en position d'ouverture ou de fermeture. Par ailleurs, l'enveloppe renferme une chambre 9 dans laquelle se déplace un piston 10 fixé à la tige 6 et qu'un ressort il presse vers la position de fermeture. Une membrane d'étanchéité déformable 12 s'étend entre l'enveloppe et le piston 10 ; elle divise la chambre 9 en deux parties dont l'une est occupée par le ressort 11 et dont l'autre communique par un orifice 13 avec un circuit pneumatique. Il est possible de repousser le piston 10 malgré le ressort 11 et d'ouvrir la vanne en faisant parvenir une pression suffisante dans cette seconde moitié de la chambre 9. A la zone de jonction 5, le corps de vanne 1 est terminé par une première bride 14 et la tête de vanne 2 par une seconde bride 15. Les deux brides 14 et 15 ont une constitution semblable : elles sont formées d'une surface interne 16 ou 17, orientée vers l'autre bride, parfaitement plane, d'une face externe opposée, 18 ou 19, conique de façon telle que chacune des brides 14 ou 15 s'amincit vers sa périphérie, où elle se termine par un rebord cylindrique 20 ou 21. Un joint d'étanchéité 22 est placé entre les brides 14 et 15. Plus précisément, il se compose d'un bourrelet 23 torique serré entre les faces internes 16 et 17, d'une levure 24 cylindrique qui entoure les rebords 20 et 21 et s'appuie contre eux, et d'une couronne 25 qui est une partie intermédiaire entre le bourrelet 23 et la Lièvre 24 auxquels elle est reliée par ses deux extrémités. Les organes de serrage sont constitués par un collier 26, dont la figure 2 donne la meilleure représentation, et qui se compose de segments 27 régulièrement répartis autour des brides 14 et 15. En effet, ils sont reliés entre eux par des maillons 28 dont chacun est articulé sur deux segments adjacents 27 à ses deux extrémités 29. Une exception est toutefois prévue pour pouvoir réaliser le serrage du collier 26 : un des maillons 28 est remplacé par un tirant 30 articulé à un segment 27 par une extrémité 31 et passant au travers d'un segment adjacent par un alésage 32. L'extrémité du tirant 30 est filetée de sorte qu'un écrou de serrage 33 peut s'y engager et prendre appui sur le segment muni de l'alésage 32 ; le serrage est réalisé en vissant l'écrou 33. La face interne de chaque segment 27 porte une empreinte en creux 34 formé en particulier de deux faces latérales obliques dont l'inclinaison est semblable à la conicité des faces externes 18 et 19 des brides, de manière à pouvoir glisser sur ces faces, rapprochant ainsi les brides 14 et 15 et comprimant le bourrelet 23 lors du serrage du collier 26. Un joint tel que décrit permet d'utiliser ces vannes à des pressions très variables allant du vide à plusieurs dizaines de bars et peut être réalisé en tout matériau adapté. Par ailleurs, la constitution des pièces de la vanne est améliorée car les brides coniques sont plus faciles à exécuter et moins volumineuses que les brides boulonnées. REVENDICATION Vanne comprenant un corps de vanne (1) et une tête de vanne (2) munie notamment d'un obturateur (7), le corps de vanne (1) étant uni à la tête de vanne (2) par un système de liaison et à des canalisations d'entrée (3) et de sortie (4) de fluide par deux autres systèmes de liaison, certains au moins des systèmes de liaison étant constitués de deux brides solidaires respectivement du corps de vanne et soit de la tête de vanne, soit d'une des canalisations, d'organes de liaison rapprochant les deux brides et d'un joint d'étanchéité serré entre des faces internes des deux brides, caractérisée en ce que les brides (14, 15) ont une face externe (18, 19) conique de manière à présenter une périphérie (20, 21) amincie, le joint d'étanchéité (22) est constitué d'un bourrelet (23) serré entre les faces internes (16, 17) des brides, d'une lèvre (24) entourant les périphéries (20, 21) des brides (14, 15) et d'une partie intermédiaire (25) reliant le bourrelet à la lèvre, et les organes de liaison sont constitués de segments (27) répartis autour des brides (14, 15), munis d'une empreinte en creux (34) sur laquelle glissent les faces externes (18, 19) des brides (14, 15), les segments étant reliés entre eux par des maillons (28) auxquels ils sont articulés et par un maillon de fermeture (30) de longueur réglable.