Brevet FR2733024A1 — publié le 19961018

OBTURATEUR COULISSANT PERFECTIONNÉ POUR CONDUITES DE FLUIDES La présente invention a pour objet un obturateur coulissant perfectionné pour conduites de fluides. Il est destiné à équiper les réseaux de tuyauteries les plus divers, en particulier dans les installations de raffinage d'hydrocarbures, de traitement de gaz, d'installations pétrochimiques ou similaires. Les obturateurs coulissants les plus courants sont constitués de deux demi-corps solidarisés par un mécanisme apte à les serrer l'un contre l'autre ou à les desserrer, et d'un opercule plat glissant entre eux et comportant un côté plein et un côté pourvu d'une ouverture permettant le passage du fluide. Des joints montés sur les demi-corps ou sur l'opercule assurent l'étanchéité du système. Le mécanisme de serrage comporte généralement des éléments filetés actionnés manuellement, par vérin ou par moteur, permettant d'écarter les demi-corps pour déplacer l'opercule de la position "passage du fluide" à la position "blocage du fluide", ou vice versa, puis de les appliquer sur l'opercule avec une pression suffisante pour assurer l'étanchéité. Le brevet NO FR 91 02 187, déposé par le présent demandeur, décrit un obturateur coulissant de ce type comportant un système de verrouillage de l'opercule empêchant de déplacer ce dernier tant que les demi-corps ne sont pas en position totalement desserrés, afin d'éviter le risque de déteriorations plus ou moins importantes de l'appareil.Ce résultat est obtenu grâce à un doigt de blocage pouvant s'enfoncer dans deux perçages pratiqués dans l'épaisseur de l'opercule et correspondant respectivement aux positions ouverte et fermée, et d'une plaque métallique mobile solidaire du mécanisme de desserrage des demi-corps, dont la forme est telle que d'une part, le doigt de verrouillage ne puisse être libéré que lorsque les demi-corps sont entièrement desserés et que, d'autre part, le serrage ne soit possible que si le doigt de verrouillage est enfoncé dans l'un des deux perçages. Les obturateurs coulissants sont surtout utilisés comme organes d'isolement et doivent, de ce fait, présenter une étanchéité parfaite. Or, dans les appareils connus, le remplacement des joints ou des organes de serrage nécessite le démontage et le remontage de l'opercule et du mécanisme de commande, opérations longues et coûteuses exigeant l'arrêt de l'installation. Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de remédier à cet inconvénient. Il comporte en effet une série de perfectionnements permettant en particulier le remplacement des joints sans aucun démontage et sans arrêt de l'installation, ainsi qu'un raccourcissement significatif du temps nécessaire pour l'ajustement ou le remplacement des organes de serrage. Il est constitué d'un obturateur coulissant à opercule plat se déplaçant entre deux demi-corps et équipé de quatre joints annulaires démontables disposés sur ses deux faces dans des gorges circulaires à fond plus large que leur ouverture évitant la sortie dudit joint en permettant un remplacement aisé, l'ensemble étant déterminé pour que les joints non situés entre les demi-corps soient entièrement accessibles, l'écartement et le rapprochement de ces derniers étant commandée par un mécanisme de serrage comportant des arbres rotatifs autobloquants à exentriques avec diamètres dégressifs, et des demi-arbres récepteurs agencés pour pouvoir ajuster le serrage. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 représente le dispositif dans son ensemble, vu de côté en élévation, la figure 2 représente le dispositif dans son ensemble, vu de dessus, la figure 3 est une coupe tansversale longitudinale de l'opercule, suivant les flèches A-A de la figure 2, les figures 4 à 6 sont des coupes tansversale partielles agrandies de l'opercule montrant différents types de joints et gorges, les figures 7 et 9 sont des coupes partielles suivant les flèches B-B de la figure 2 représentant respectivement un arbre rotatif et un arbre récepteur, la figure 8 est un détail montrant une partie du mécanisme de serrage en position "demi-corps serrés", et la figure 10 est un agrandissement du détail C de la figure 1. Le dispositif, figures 1 à 10, est constitué de deux demi-corps 1 et 2, associés à un mécanisme de serrage permettant de les rapprocher ou de les écarter l'un de l'autre, et d'un opercule plat 3 coulissant entre eux et comportant un côté plein et un côté pourvu d'une ouverture 4 d'un diamètre égal au diamètre intérieur des demi-corps. Le mécanisme de serrage est composé de quatre entretoises 5, parallèles à l'axe des demi-corps 1, 2, et s'articulant sur ces derniers par l'intermédiaire de deux arbres moteurs 6 portés par une première platine 8 fixée sur la paroi extérieure de l'un des demi-corps, et de deux arbres fixes 7 portés par une seconde platine 9 fixée sur la paroi extérieure de l'autre demi-corps. Les deux arbres moteurs 6 peuvent tourner autour de leurs axes, les extrémités passant dans les entretoises 5 étant excentrées par rappport à la partie centrale traversant la platine 8, de manière à ce que la rotation desdits arbres provoque le rapprochement ou l'éloignement des deux platines 8, 9 et donc des demicorps 1, 2. La rotation simultanée des deux arbres moteurs 6 est assurée grâce à deux manivelles 10 solidaires de l'une de leurs extrémités et reliées entre elles par une biellette 11, un levier 12, solidaire de l'une des manivelles permettant d'effectuer la manoeuvre. Un cliquet mobile 13 monté sur la biellette 11 permet de verrouiller le système en position fermée (figure 1). Afin de rendre le système auto-bloquant, la position angulaire des arbres moteurs 6 sera déterminée de telle manière qu'il soit nécessaire de passer un "point dur" pour amener l'obturateur 3 est en position de fonctionnement (demi-corps serrés). Pour cela, les manivelles 10 seront calées sur les extrémités des arbres moteurs 6 à un angle tel, que lorsqu'elles sont en butée, il existe un décalage horizontal 14 entre l'axe de la partie centrale de chaque arbre et l'axe de ses parties excentrées (figure 8). Les joints d'étanchéité 15, au nombre de quatre, sont de forme annulaire et disposés sur les deux faces de l'opercule 3, autour de l'ouverture 4 de passage du fluide et aux emplacements correspondants du côté plein dudit opercule. Ils sont entrés à force dans des gorges 16 présentant la particularité d'avoir un fond plus large que leur ouverture, de manière d'empêcher la sortie des joints au cours des manoeuvres de l'opercule. La nature des joints et la forme de leur section sont déterminées en fonction du type de fluide traversant l'obturateur, ainsi que de sa pression et de sa température. Ils peuvent par exemple être de section circulaire, en élastomère (figure 4) ou de type "revêtu" (figure 5), ou encore de section rectangulaire, en graphite (figure 6). La forme exacte des gorges 16 sera adaptée à chaque cas de manière à garantir le maintien du joint en service, tout en permettant une extraction aisée lors de son remplacement. Le desssin des platines 8, 9, ainsi que la longueur de l'opercule 3 sont calculés pour que, aussi bien en position ouverte que fermée, les deux joints d'étanchéité 15 non utilisés soient entièrement accessibles et puissent être remplacés sans mettre l'obturateur hors service (voir figures 1 et 2). Dans le but de faciliter la maintenance de l'obturateur et de diminuer les durées d'intervention, les arbres moteurs 6 ont des diamètres dégressifs, c'està-dire que le diamètre de l'extrémité excentrée 17 passant dans l'entretoise 5 opposée à la manivelle 10 de commande a un diamètre plus faible que la partie centrale 18, dont le diamètre est lui-même plus faible que celui de l'extrémité excentrée 19 passant dans l'entretoise 5 située du côté de ladite manivelle (figure 7). Pour les mêmes raisons, les arbres fixes 7 sont en fait constitués de deux demi-arbres 7' et 7" bloqués en place par des vis 20 montées sur la platine 9. Ces demi-arbres comportent une tête hexagonale 21 et la partie pénétrant dans la platine 9 est légèrement excentrée pour permettre un ajustement précis de la position serrée des demi-corps 1, 2 (figure 8). Des guides, 21 fixés sur l'un des demi-corps 1 et coulissant dans un trou du second demi-corps 2, sont prévus afin de permettre à l'obturateur de supporter des couples de torsion ainsi que des désalignements des tuyauteries (figure 10). Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 1 . obturateur coulissant perfectionné pour conduites de fluides, destiné à l'équipement des réseaux de tuyauteries en général, en particulier dans les installations de raffinage d'hydrocarbures, de traitement de gaz, d'installations pétrochimiques ou similaires, du type comportant un opercule plat (3), avec un côté plein et un côté pourvu d'une ouverture (4) de passage du fluide, se déplaçant entre deux demi-corps (1, 2) pouvant être écartés ou rapprochés l'un de l'autre grâce à un mécanisme de serrage composé de quatre entretoises (5), parallèles à l'axe des demi-corps et s'articulant sur ces derniers par l'intermédiaire de deux arbres moteurs (6) rotatifs à excentriques solidaires de l'un des demi-corps (1), et de deux arbres récepteurs (7) fixes solidaires de l'autre demi-corps (2), les deux arbres moteurs étant actionnés par deux manivelles (10) reliées entre elles par une biellette (11), et un levier 12 solidaire de l'une des manivelles, caractérisé en ce que l'opercule plat (3) est équipé de quatre joints annulaires (15) démontables disposés sur ses deux faces, autour de l'ouverture (4) et aux emplacements correspondants du côté plein dudit opercule, dans des gorges (16) circulaires à fond plus large que leur ouverture déterminées pour éviter la sortie desdits joint tout en permettant un remplacement aisé, l'ensemble étant agencé pour que les joints (15) non situés entre les demi-corps (1, 2) soient entièrement accessibles, aussi bien en position ouverte que fermée de l'obturateur, les arbres moteurs (6) et récepteurs (7) étant portés par des platines (8, 9) fixées sur les parois extérieures des demi-corps, lesdits arbres moteurs ayant des diamètres dégressifs d'une de leur extrémité à l'autre, et lesdits arbres récepteurs (7) étant constitués de deux demi-arbres (7', 7") bloqués en place par des vis (20) montées sur la platine (9), de telle manière que la durée d'intervention soit réduite au minimum en cas d'ajustement ou de démontage de ces arbres. 20. Obturateur coulissant selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que le diamètre de l'extrémité excentrée (17) des arbres moteurs (6) passant dans l'entretoise (5) opposée à la manivelle (12) de commande a un diamètre plus faible que la partie centrale (18), dont le diamètre est lui-même plus faible que celui de l'extrémité excentrée (19) passant dans l'entretoise (5) située du côté de ladite manivelle. 30. Obturateur coulissant selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les manivelles (10) sont calées sur les extrémités des arbres moteurs (6) à un angle tel, que lorsqu'elles sont en butée, il existe un décalage horizontal (14) entre l'axe de la partie centrale de chaque arbre et l'axe de ses parties excentrées la position angulaire des arbres moteurs (6), de manière à ce qu'il soit nécessaire de passer un "point dur" pour amener l'obturateur (3) est en position "demicorps serrés". 40. Obturateur coulissant selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les demi-arbres (7', 7") comportent une tête hexagonale (21) et que la partie pénétrant dans la platine (9) est légèrement excentrée pour permettre un ajustement précis de la position serrée des demi-corps (1, 2). 50. Obturateur coulissant selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il comporte des guides, (21) fixés sur l'un des demi-corps (1) et coulissant dans un trou du second demi-corps (2), de manière à permettre à l'obturateur de supporter des couples de torsion ainsi que des désalignements des tuyauteries. 60. Obturateur coulissant selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les joints d'étanchéité (15) ont une section circulaire et sont réalisés en élastomère. 70. Obturateur coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, se caractérisant par le fait que les joints d'étanchéité (15) ont une section circulaire et sont de type "revêtu". 80. Obturateur coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, se caractérisant par le fait que les joints d'étanchéité (15) ont une section rectangulaire et sont réalisés en graphite.