Brevet FR2651850A1 — publié le 19910315

La présente invention concerne un robinet à soupape du type de ceux qui servent i régler la circulation d'un fluide dans des canalisations et qui comportent un corps traversé par des tubulures d'admission et d'évacuation du fluide ainsi qu'un clapet monté sur un chapeau que l'on vient positionner sur ledit corps, ledit clapet étant destiné à coopérer avec une portée d'étanchéité pour obturer l'une des tubulures. Dans les robinets à soupape déjà connus, qu'ils soient h. corps droit, d'équerre ou incliné, les tubulures d'admission et d'évacuation du fluide sont situées de part et d'autre du plan dans lequel est disposée la portée d'étanchéité sur laquelle s'appuie le clapet, ladite portée d'étanchéité étant située au fond d'un alésage à l'intérieur du corps, dans lequel coulisse ledit clapet Or, cette disposition rend ladite portée d'étanchéité difficilement accessible pour les opérations de fabrication, telles que celles visant à réaliser un dépit d'alliage dur pour constituer un portage résistant aux températures élevées, ainsi que pour les opérations d'usinage, de rOdage et de contrôle dudit portage.En outre, la qualité des portages d'étanchéité ainsi obtenus est aléatoire et l'on observe des dispersions importantes en ce qui concerne les performances et l'endurance de ces por tages d'étanchéité en exploitation. Enfin, l'inspection, le contrôle et la retouche de la portée d'étanchéité, lorsque le corps du robinet est monté sur la tuyauterie, sont des opérations malaisés nécessitant des outillages spéciaux et dont les résultats sont souvent décevants. La présente invention propose, quant à elle, un robinet à soupape qui permet de pallier les inconvénients précités, ce robinet ayant pour caractéristiques essentielles d'avoir un portage surélevé, non situé au fond d'un alésage à l'intérieur du corps et qui est d'accès facile. En particulier, un robinet conforme à la présente invention permet la rectification du portage "in situ" sans pollution du circuit par des copeaux, les orifices des tubulures d'évacuation et d'admission du fluide étant facilement obturables pendant cette opération.Cet avantage est particulièrement intéressant dans le cas de robinet terie pour tuyauterie nucléaire et plus spécialement pour des fluides radioactifs, lorsque la portée d'étanchéité est constituée d'un dépit dur à base de cobalt En outre, un tel robinet à soupape permet une intervention plus rapide des opérateurs, ce qui est un facteur de sécurité important, s'il s'agit de tuyauterie nucléaire. De plus, il est à noter que dans les robinets à soupape connus3 la veine fluide présente un double retournement, qui est à l'origine d'une perte de charge importante, ce qui n'est pas le cas avec un robinet conforme à l'invention. La présente invention a donc pour objet un robinet å soupape comportant un corps muni d'une tubu lure amont et d'une tubulure aval et un chapeau monté sur ledit corps dans lequel coulisse un clapet destiné à coopérer avec une portée d'étanchéité pour obturer l'une des tubulures, la tubulure amont et la tubulure aval débouchant du corps sensiblement au niveau de la portée d'étanchéité dans une chambre de passage du fluide, ledit robinet étant caractérisé par le fait que ladite chambre est ménagée dans ledit chapeau, la portée d'étanchéité se trouvant sensiblement au niveau de la surface externe du corps. Avantageusement, le corps comporte une deuxième portée d'étanchéité sur laquelle s'appuie un joint d'étanchéité entre le corps et le chapeau, et la première portée d'étanchéité sur laquelle s'appuie le clapet est située sensiblement au voisinage du plan de la deuxième portée. De préférence, l'expression "au voisinage" signifie que la distance entre les plans des deux portées d'étanchéité est inférieure à la hauteur de la chambre de passage du fluide dans le chapeau. La première portée d'étanchéité et la deuxième portée d'étanchéité peuvent atre situées dans un mame plan. Avantageusement, encore, le clapet est attelé sur une tige de manoeuvre par une broche d'attelage, ladite broche coulissant à ses extrémités dans deux rainures aménagées dans le chapeau. Dans un mode de réalisation préférentiel, la portée d'étanchéité sur laquelle s'appuie le clapet est une surface d'un siège démontable par rapport au corps. Le siège peut être un limiteur d'écrasement du joint d'étanchéité entre le corps et le chapeau. Le corps peut comporter un alésage sur lequel le siège est centré par l'intermédiaire d'une collerette. Dans un autre mode de réalisation préférentiel, la portée d'étanchéité est une surface d'un déport ménagé sur le corps. Le dépôt peut être ménagé dans une cuvette prévue dans le corps sensiblement au niveau des ouvertures libres des tubulures. Pour mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire, ci-après, à titre purement illustratif et non limitatif, deux modes de réalisation representés sur les dessins annexés. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue en coupe avec arraché d'un robinet à soupape conforme à un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon le plan Il-Il de la figure 1 - la figure 3 est une vue avec agrandissement d'un détail de la figure 1 - la figure 4 est une vue en coupe avec arraché d'un robinet à soupape conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention - la figure 5 est une vue de dessus du siège du robinet à soupape représenté sur la figure 4 - la figure 6, enfin, est une vue en coupe avec agrandissement d'un détail de la figure 4. On voit sur les figures t à 3 qu'un robinet soupape conforme à un premier mode de réalisation de l'invention comporte essentiellement un corps 1 qui est un corps droit associé à un chapeau 2 assemblé, de façon classique, sur ledit corps 1. L'étanchéité entre le corps 1 et le chapeau 2 est assurée par serrage d'un joint 6. Dans un logement cylindrique 15 du chapeau 2 coulisse un clapet 3 que l'on manoeuvre par l'intermédiaire d'une tige 4 à laquelle ledit clapet 3 est attelé par l'intermédiaire d'une broche 5, ladite tige 4 étant elle-mame montée ou descendue par rapport au chapeau 2 par l'intermédiaire d'un volant de manoeuvre (non représenté). Sur la figure 1, le clapet 3 a été représenté en position haute, le robinet étant grand ouvert. Le corps 1 comporte une tubulure d'admission amont 12a et une tubulure d'évacuation aval 12b, la tubulure d'admission 12a étant prolongée par une tubulure oblique 13a amont, la tubulure d'évacuation 12k prolongeant une tubulure oblique 13b aval, ces deux tubulures obliques 13a, et 13k débouchant du corps 1 sensiblement au niveau du plan dséta.nchéité entre le corps 1 et le chapeau 2, dans une chambre circulaire 14 aménagée dans le chapeau 2. Le fluide circule dans le sens indiqué par la flèche F sur la figure 1.Il pénètre dans le corps 1 par la tubulure amont 12a et s'évacue par la tubulure aval 12b, après avoir traversé la tubulure amont oblique t3a, la chambre circulaire 14 et la tubulure aval oblique 13b. On voit, de plus, sur les figures que la portée d'étanchéité 7, qui borde l'extrémité libre de la tubulure oblique amont 13a et avec laquelle coopère le clapet 3, ainsi que la. portée d'étanchéité 8 sur laquelle s'appuie le joint 6, qui assure l'étanchéité externe statique du robinet, sont dans un même plan P surélevé par rapport à toutes les autres parties du corps 1 contenant le fluide. La portée d'étanchéité 7 est constituée par la face libre d'un dépôt circulaire d'alliage dur tZ réalisé sur la face d'appui d'une cuvette g ménagée à la partie supérieure du corps 1, ledit dépit 1# entourant l'ouverture libre de la tubulure amont oblique 13a. nn voit que les faces 7, 8 et q sont parfaitement accessibles, puisqu'elles se trouvent sensiblement au niveau d'un plan de contact entre le chapeau 2 et le corps t et qu'il suffit, par conséquent, pour y accéder, de désassembler le chapeau 2 par rapport au corps 1. Une telle conception permet, en particulier, une excellente exécution des opérations de fabrication, de contrôle et de retouche. En outre, les qualités métallurgiques et géométriques de la portée 7 se trouvent considérablement accrues et la dispersion des performances d'étanchéité de ladite portée 7 est considérablement réduite. Il est, notamment, très facile de mesurer la profondeur de la cuvette 9, par exemple, après retouche des portées 7 et 8, ce qui. permet de connaître immédiatement l'épaisseur du dépôt 1# restant, la connaissance de cette épaisseur butant fondamentale pour apprécier la tenue ultérieure du portage en service et étant quasiment impossible avec les robinets 9 soupape actuel le ment connu. On notera que le robinet représenté sur les figures i à 3 est du type à tige montante non tournante Un jeu supérieur au jeu de guidage du clapet 3 dans son logement 15 est ménagé entre ledit clapet 3 et la tige 4, afin d'éviter tout effort parasitaire entre ledit clapet 3 et ladite tige 4. On voit, de plus, sur la figure 2 que la. broche 5 assurant l'attelage du clapet 3 à la tige 4 coulisse a ses extrémités dans deux rainures lia et 11b ménagées dans le chapeau 2, ce qui interdit toute rotation de la tige 4 sous l'action du couple de manoeuvre et toute rotation parasitaire du clapet 3 sous l'action du fluide. On a représenté sur les figures 4 à 6 un robinet à soupape conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, pour lequel on a repris, pour les éléments du robinet à soupape déjà décrit que l'on retrouve dans cette deuxième réalisation, le mEme chiffrage de référence, augmenté de 1##. Ce robinet à soupape comporte essentiellement un corps 1#1 associé à un chapeau 12 comportant un logement 115 dans lequel coulisse un clapet 13 manoeuvré par une tige 1#4 ss laquelle il est attelé par une broche 15, ledit clapet 13 venant obturer l'extrémité libre d'une tubulure oblique amont 113a qui débouche, avec une tubulure oblique aval 113b, du corps il dans une chambre 114 du chapeau 1#2. Le clapet 1#3 vient s'appuyer sur une portée d'étanchéité 107 réalisée par un siège 15 bordant l'ouverture libre de la tubulure 113a, ledit siège 15# étant démontable. Ce siège 15 est serré entre le corps 1#1 et le chapeau 12 par des boulons (non représentés) et réalise un limiteur d'écrasement pour le joint i6 assurant l'étanchéité externe statique du robinet. En outre, ce siège 15# est centré sur un alésage 152 cylindrique droit qui termine la tubulure 113a, par l'intermédiaire d'une collerette 151 dont la surface externe coopère avec la surface interne dudit alésage.L'étanchéité entre cet alésage 152, qui contient le fluide aux conditions amont, et le siège 15Z, est assuré par un joint 153, dont l'écrasement est contrôlé dans le logement, référencé par 154, du joint 1#6. Ce siège 15# comporte aussi sur sa face en regard de la chambre 114 une rainure annulaire 156 bordant la surface d'appui 1#7 du clapet 1#3. La face 155 du corps 1 qui est directement en regard du chapeau 2 et de la chambre 114 est parfaitement plane et sert d'appui aux joints d'étanchéité 1#6 et 153 et au siège 1595. Un tel dispositif évite, en particulier, toute opération de dépôt d'alliage dur dans le corps 11 ; et le siège 15#, représenté en vue de dessus sur la figure , peut entre remplacé instantanément, avec les joints 1956 et 153, après dépose de la tate du robinet. On peut lui substituer un siège d'une autre nature de matériau ou dune autre forme de portée d'étanchéité 1#7 et de passage de fluide que réalisent les parois internes du siège 15# et de la jupe 151. nn robinet conforme à cette deuxième réalisation de l'invention permet de reporter sur le siège 15# toutes les opérations précises d'usinage et de contrôle seuls la planéité de la face 155 et le centrage de l'alésage 152, faciles à contrôler, restant å réaliser dans le corps 1951. REVENDICATIONS 1 - Robinet à soupape comportant un corps (1, 1#1 ) muni d'une tubulure amont (12a, 13a ; 113a) et d'une tubulure aval (12b, 13b ; 118b! et un chapeau (2, 1#2) monté sur ledit corps (1, 1#1) dans lequel coulisse un clapet (3 1#3) destiné à coopérer avec une portée d'étanchéité (7, 1#7) pour obturer l'une (12a, 13a ; 113a) des tubulures, la tubulure amont (12a, 13a ; 113a) et la tubulure aval ((12b, 13b; 113b) débouchant du corps (1, 1#1) sensiblement au niveau de la portée d'étanchéité (7, 1#7) dans une chambre (14, 114) de passage du fluide, ledit robinet étant caractérisé par le fait que ladite chambre (14, 114) est ménagée dans ledit chapeau (2, 1#2), la portée d'étanchéité (7, 1#7) se trouvant sensiblement au niveau de la surface externe du corps (1, 1#1). 2 - Robinet à soupape selon la revendication 1, dans lequel le corps (1, 1#1) comporte une deuxième portée d'étanchéité (8, 1#8) sur laquelle s'appuie un joint d'étanchéité (6, 1#6) entre le corps (1, 1#1) et le chapeau (2, 1952), caractérisé par le fait que la première portée d'étanchéité (7, 107! sur laquelle s'appuie le clapet (3, 1#3) est situé sensiblement au voisinage du plan de la deuxième portée (8, 1#8). 3 - Robinet à soupape selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la première portée d'étanchéité (7, 1#7) et la deuxième portée d'étanchéité (8, 1#8) sont situées dans un mame plan. 4 - Robinet à soupape selon l'une des revendilations 1 à R, caractérisé par le fait que le clapet (3, 1#3) est attelé sur une tige de manoeuvre (4, 1#4) par une broche d'attelage (5, 1#5), ladite broche (5, 1#5) coulissant à ses extrémités dans deux rainures (11a, 11b) aménagées dans le chapeau (2, 1#2). 5 - Robinet à soupape selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la portée d'étanchéité (1#7) sur laquelle s'appuie le clapet (1#3) est une surface d'un siège (15#) démontable par rapport au corps (1#1). 6 - Robinet à soupape selon la revendication 5 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé par le fait que le siège (15#) est un limiteur d'écrasement du joint d'étanchéité (1#6) entre le corps (1#1) et le chapeau (1#2). 7 - Robinet à soupape selon l'une des reven dictions 5 ou 6, caractérisé par le fait que le corps (1#1) comporte un alésage (152! sur lequel le siège (15#) est centré par l'intermédiaire d'une collerette (151). 8 - Robinet à soupape selon l'une des reven dications 1 à 4, caractérisé par le fait que la portée d'étanchéité (7) est une surface d'un dépôt (1#) ménagé sur le corps (1). 9 - Robinet à soupape selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le dépit (1#) est ménagé dans une cuvette (9! prévue dans le corps (1! sensiblement au niveau des ouvertures libres des tubulures (12a, 13a, 12b, 13b). 1# - Corps d'un robinet å soupape selon l'une des revendications 1 å 9.