Brevet FR2762887A1 — publié le 19981106

OUTILLAGE DE DENoNTAGE DZ L'OPERCULE D'UNE VANNE PAPILLON, PROCEDZ DZ DEMONTAGE METTANT ZN OEUVRE UN TEL OUTILLAGE ET VANNE PAPILLON ADAPTE A LA MISE EN OEUVRE DUDIT PROCèDE DZ DENONTAGE. La présente invention concerne le domaine des vannes papillon. De telles vannes sont constituées par un corps de vanne à l'intérieur duquel est monté un opercule mobile en rotation autour d'un axe transversal. Le brevet européen EP566430 de la demanderesse décrit un exemple de réalisation d'une telle vanne. Ce brevet décrit une vanne à joint métallique comportant - un corps de vanne percé d'un orifice et présentant un axe, ce corps incluant une bague d'appui entourant cet orifice, - un joint d'étanchéité dit joint dynamique et s'appuyant sur cette bague d'appui par l'intermédiaire d'un élément à flexion élastique, une paroi externe de ce joint étant constituée d'un métal de contact, - un opercule pour obturer cet orifice, - un mécanisme pour déplacer cet opercule entre une position de passage permettant le passage d'un fluide à travers cet orifice et une position d'obturation dans laquelle une portée de cet opercule vient s'appuyer contre une zone de contact dudit joint dynamique en imposant à cette zone de contact un déplacement. Ce déplacement s'accompagne, dans la vanne brevetée, d'une déformation du joint. Le mécanisme est choisi pour engendrer des forces d'appui suffisantes pour permettre de réaliser une étanchéité entre cette portée et cette zone de contact. L'amplitude de déplacement réversible de cette zone de contact est liée aux possibilités de déformation élastique du métal de contact et est limitée par le fait que ce métal doit être choisi pour que son contact avec cette portée réalise effectivement l'étanchéité. Le problème posé par les vannes de l'état de la technique est celui du démontage de l'opercule. Les dimensions et donc le poids des opercules varient en fonction des applications entre quelques centimètres, pour un poids de quelques kg. jusqu'à près d'un mètre de diamètre, pour un poids de l'ordre de quelque centaine de kg. La vanne étant montée, généralement de façon définitive, sur une tuyauterie, la seule possibilité d'accéder à l'intérieur du corps de vanne pour remplacer des éléments défectueux est de passer par une ouverture prévue sur la paroi latérale du corps de vanne, généralement en aval de l'opercule. Le corps de vanne présente une trappe d'accès latérale conférant une accessibilité limitée aux composants intérieurs de la vanne. Pour les vannes de petite dimension, l'accès à l'opercule nécessite une grande habilité en raison de la section réduite de la trappe. Pour les vannes de grande dimension, le poids de l'opercule et la nécessité d'éviter tout heurt entre la surface de l'opercule et le corps de la vanne rendent les opérations de démontage et de remontage particulièrement délicates. L'objet de la présente invention est de proposer une solution au problème posé par le démontage et le remontage de l'opercule de vannes papillon grâce à un outillage spécifique et un procédé mettent en oeuvre un tel outillage. L'invention concerne également la vanne papillon directement adapté à la mise en oeuvre de ce procédé. Un premier objet de la présente invention est un outillage de démontage et de remontage de l'opercule d'une vanne papillon caractérisé en ce qu'il comporte un support de manutention formé par au moins un bras d'extraction présentant des moyens pour la solidarisation temporaire avec l'opercule et des moyens pour le déplacement dudit bras d'extraction, les dimensions dudit équipement étant déterminées de façon à permettre le passage du bras d'extraction dans la trappe de visite prévue sur le corps de vanne. De préférence, le support de manutention présente un cadre apte à venir s' appuyer sur la surface extérieure du corps de vanne. Selon un mode de réalisation avantageux, le bras d'extraction présente deux branches dont les extrémités sont aptes à être fixées sur la surface de l'opercule. Selon une première variante, le bras d'extraction est fixé sur l'opercule par des vis coopérant avec des trous filetés prévus sur l'opercule. Selon une deuxième variante, le bras d'extraction est fixé sur l'opercule par des griffes coopérant avec des orifices complémentaires prévus sur l'opercule. Selon une variante particulière de réalisation, le bras extracteur est actionné par une tige filetée coopérant avec le cadre extérieur du support de manutention. Selon une autre variante, le bras extracteur est actionné par un vérin ou un moteur rotatif coopérant avec le cadre extérieur du support de manutention. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, l'outillage de démontage et de remontage de l'opercule d'une vanne papillon selon l'invention comprend entre autre une bague de protection et de guidage de l'opercule, ladite bague étant destinée à être introduite dans le corps de vanne avant l'extraction de l'opercule, le diamètre intérieur de ladite bague étant légèrement supérieur au diamètre extérieur de l'opercule, et le diamètre extérieur étant légèrement inférieur au diamètre intérieur du segment du corps de vanne situé entre l'opercule et la trappe de visite. Selon une autre variante particulière, il comprend en outre une tige pour le remplacement temporaire des pivots de l'opercule. Selon une autre variante encore, l'outillage comprend un premier bras extracteur apte à être solidarisé sur la surface avant de l'opercule, et un deuxième bras apte à être solidarisé avec la surface arrière de l'opercule, après extraction partielle dudit opercule à l'aide du premier bras. L'invention concerne également un procédé de démontage et de remontage de l'opercule d'une vanne papillon caractérisé en ce que l'on introduise dans le corps de vanne, par la trappe de visite, le bras extracteur d'un outillage conforme à l'une au moins des revendications précédentes, en ce que l'on solidarise l'extrémité dudit bras extracteur sur la surface de l'opercule, en ce que l'on réalise le déplacement relatif du bras extracteur par rapport au cadre du support de manutention, et en ce que l'on retire l'opercule ainsi extrait par la trappe de visite. Avantageusement, on solidarise la surface avant de l'opercule sur un premier bras, en ce que l'on procède à l'extraction partielle de l'opercule à l'aide du premier bras, en ce que l'on solidarise ensuite un second bras sur la surface arrière de l'opercule, et en ce que l'on achève l'extraction de l'opercule à l'aide dudit second bras. Selon une variante de mise en oeuvre particulière, on procède préalablement à l'introduction du bras extracteur au remplacement du ou des pivots d'articulation de l'opercule par une tige provisoire. Selon une autre variante, on procède préalablement à l'introduction d'une bague de protection et de guidage de l'opercule. L'invention concerne enfin une vanne papillon comportant un corps de vanne muni d'une trappe de visite latérale permettant l'accès à l'une des surfaces de l'opercule et le retrait dudit opercule caractérisé en ce que l'une des surfaces frontales de l'opercule présente un moyen apte à permettre la fixation transitoire de l'extrémité d'un bras extracteur. Selon un mode de réalisation particulier, l'opercule présente deux trous filetés pour permettre la fixation temporaire d'un bras extracteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faisant référence aux dessins annexés relatifs à un exemple non limitatif de réalisation où - les figures 1 à 5 représentent des vues en coupe de la vanne papillon à des stades successifs du démontage de l'opercule ; - la figure 6 représente une vue de face du bras extracteur ; - les figures 7 et 8 représentent des vues respectivement en coupe de la vanne papillon et de face du bras extracteur, selon une variante de réalisation - la figure 9 représente une vue de coupe de la vanne papillon lors de la dernière étape de démontage. La figure 1 représente la vanne papillon au début d'une opération de démontage. Elle est constituée de façon connue par un corps de vanne (1) à l'intérieur duquel est disposé un opercule (2) mobile autour de deux pivots (3, 4). L'opercule (2) présente une surface avant (5) hémisphérique. Cette surface avant (5) présente un logement (6) pour recevoir un système d'étanchéité comportant un joint d'étanchéité et des pièces de fixation qui sont retirés avant le démontage de l'opercule. Le corps de vanne (1) présente une trappe de visite (7) située sur la paroi latérale (8). Après le retrait du système d'étanchéité, on fait basculer l'opercule (2) de 90 pour la placer en position d'ouverture, et on retire le pivot supérieur (3) pour le remplacer par un tube de maintien provisoire (9). Ce tube de maintien provisoire (9) assure le positionnement de l'opercule (2). Ce tube de maintien (9) est formé par une douille creuse en bronze. La liaison avec l'opercule est assuré par un ou deux pions (10). Ce tube de maintien peut être retiré facilement par l'intérieur du corps de vanne, et remplace provisoirement le pivot (3) qui ne peut être retiré que de force, par l'emploi d'un chasse goupille. Le pivot inférieur (4) présente sur sa face frontale un trou fileté (11) permettant l'extraction à l'aide d'une tige filetée (12) qui est introduite à travers le tube de maintien (9), comme représenté en figure 3. La tige (12) présente une bague d'appui (14) venant s'appuyer sur un épaulement (15) formé dans l'embout tubulaire (16) du corps de vanne. L'extrémité de la tige filetée (12) dépasse à l'extérieur du corps de vanne et présente une molette ou un écrou (13) permettant d'exercer une rotation de la tige se traduisant par une traction sur le pivot inférieur (4). Le pivot inférieur est remplacé après extraction par un deuxième tube de maintien provisoire (17) équivalent au premier tube de maintien (9). Pour faciliter l'actionnement de l'opercule (2), une tige de manoeuvre (18) muni d'une poignée (19) traverse les deux tubes de maintien (9, 17), comme représenté en figure 4. Par ailleurs, on introduit à travers la trappe de visite (7) dans le corps de vanne un tube de protection (20). O). Ce tube de protection (20) est formé par un anneau en Nylon ou en tout autre matériau équivalent propre à éviter les rayures et autres dommages pouvant dégrader la surface de l'opercule lors de son extraction. Cet anneau (20) constitue une chemise de protection et de guidage. Il présente éventuellement une découpe (21) permettant de dégager l'accès par la trappe de visite (7). Le diamètre intérieur du tube de protection (20) est légèrement inférieur au diamètre extérieur de l'opercule (2). Le diamètre extérieur du tube (20) est déterminé de façon à permettre sa mise en place dans le corps de vanne, en avant de l'opercule (2). L'étape suivante consiste à introduire par la trappe de visite (7) un bras extracteur (21) représenté en vue de face sur la figure 6. Le bras extracteur (21) est fixé sur l'opercule (2) par des vis (22, 23). Ces vis sont introduites par la trappe de visite et sont ensuite vissées dans les trous filetés prévus à cet effet sur l'opercule (2). Ces trous sont disposés sur un axe médian transversal de l'opercule. Pendant cette étape, l'opercule (2) est placé en position de fermeture. Le bras extracteur (21) est maintenu par un cadre (24) venant s'appuyer sur le corps de vanne. Le déplacement longitudinal du cadre est bloqué par l'embout (25) du corps de vanne, ou par toute autre partie saillante prévue sur la paroi du corps de vanne. Lorsque le bras extracteur est fixé sur l'opercule, l'axe provisoire (12) et les douilles (9, 17) sont retirées. La fixation est réalisée dans l'exemple décrit par des vis (22, 23). Bien entendu, tout autre mode de fixation peut être envisagé. En particulier, on peut assurer la fixation du bras extracteur (21) sur l'opercule par des griffes de liaison venant s'enclencher dans des lumières complémentaires. Une vis (26) assure le déplacement en translation de l'extrémité du bras extracteur (21). Ce déplacement entraîne l'opercule hors de son siège. Le déplacement peut également être réalisé, notamment pour des pièces de grande dimension, par un vérin hydraulique ou pneumatique. Les figures 7 et 8 représentent des vues respectivement en coupe de la vanne papillon et de face du bras extracteur, selon une variante de réalisation. Cette variante de réalisation correspond aux situations où le débattement longitudinal du bras extracteur autorisé par les dimensions de la trappe de visite est insuffisant pour assurer l'extraction complète de l'opercule (2) hors de son siège. Dans cette variante1 l'outillage comporte outre le premier bras (21) un deuxième bras extracteur (30) venant prendre appui sur la face arrière (31) de l'opercule (2). Le positionnement de ce deuxième bras (32) est assuré par des vis (32, 33). Ce deuxième bras (31) présente deux branches (34, 35) reliés par une barre de transmission (36) entraînée par une vis (37) ou par un moyen équivalent. Le bras amont (21) est démonté. L'opercule (2) est alors déplacé jusqu'en fin de course de la vis de manoeuvre (37). La figure 9 représente une vue de coupe de la vanne papillon lors de la dernière étape de démontage. Lorsque l'opercule (2) est positionné sous la trappe de visite (7), il peut être retiré du corps de vanne (1). Pour faciliter le retrait de l'opercule (2), le châssis (24) peut etre équipé d'anneaux (35, 36) permettant d'élinguer l'opercule (2) fixé sur l'outillage d'extraction. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple non limitatif. L'homme du métier sera à même de réaliser différentes variantes sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Outillage de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon caractérisé en ce qu'il comporte un support de manutention formé par au moins un bras d'extraction présentant des moyens pour la solidarisation temporaire avec l'opercule (2) et des moyens pour le déplacement dudit bras d'extraction, les dimensions dudit équipement étant déterminées de façon à permettre le passage du bras d'extraction dans la trappe de visite prévue sur le corps de vanne (1). 2 - Outillage de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon la revendication 1 caractérisé en ce que le support de manutention présente un cadre (24) apte à venir s'appuyer sur la surface extérieure du corps de vanne (1). 3 - Outillage de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le bras d'extraction présente deux branches dont les extrémités sont aptes à être fixées sur la surface de l'opercule (2). 4 - Outillage de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le bras d'extraction est fixé sur l'opercule (2) par des vis coopérant avec des trous filetés prévus sur l'opercule (2). 5 - Outillage de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le bras d'extraction est fixé sur l'opercule (2) par des griffes coopérant avec des orifices complémentaires prévus sur l'opercule (2). 6 - Outillage de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le bras extracteur est actionné par une tige filetée (25) coopérant avec le cadre (24) extérieur du support de manutention. 7 - Outillage de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le bras extracteur est actionné par un vérin ou un moteur rotatif coopérant avec le cadre (24) extérieur du support de manutention. 8 - Outillage de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend entre outre une bague de protection et de guidage de l'opercule (2), ladite bague étant destinée à être introduite dans le corps de vanne (1) avant l'extraction de l'opercule (2), le diamètre intérieur de ladite bague (20) étant légèrement supérieur au diamètre extérieur de l'opercule (2), et le diamètre extérieur étant légèrement inférieur au diamètre intérieur du segment du corps de vanne (1) situé entre l'opercule (2) et la trappe de visite. 9 - Outillage de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une tige pour le remplacement temporaire des pivots de l'opercule (2). 10 - Outillage de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un premier bras extracteur apte à être solidarisé sur la surface avant de l'opercule (2), et un deuxième bras apte à être solidarisé avec la surface arrière de l'opercule (2), après extraction partielle dudit opercule (2) à l'aide du premier bras. 11 - Procédé de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon caractérisé en ce que l'on introduise dans le corps de vanne (1), par la trappe de visite, le bras extracteur d'un outillage conforme à l'une au moins des revendications précédentes, en ce que l'on solidarise l'extrémité dudit bras extracteur sur la surface de l'opercule (2),en ce que l'on réalise le déplacement relatif du bras extracteur par rapport au cadre (24) du support de manutention, et en ce que l'on retire l'opercule (2) ainsi extrait par la trappe de visite. 12 - Procédé de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'on solidarise la surface avant de l'opercule (2) sur un premier bras, en ce que l'on procède à l'extraction partielle de l'opercule (2) à l'aide du premier bras, en ce que l'on solidarise ensuite un second bras sur la surface arrière de l'opercule (2), et en ce que l'on achève l'extraction de l'opercule (2) à l'aide dudit second bras. 13 - Procédé de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon la revendication 11 ou 12 caractérisé en ce que l'on procède préalablement à l'introduction du bras extracteur au remplacement du ou des pivots d'articulation de l'opercule (2) par une tige provisoire. 14 - Procédé de démontage et de remontage de l'opercule (2) d'une vanne papillon selon la revendication 11, 12 ou 13 caractérisé en ce que l'on procède préalablement à l'introduction d'une bague de protection et de guidage de l'opercule (2). 15 - Vanne papillon spécifiquement adaptée à la mise en oeuvre d'un outillage conforme à l'une au moins des revendications 1 à 10, du type comportant un corps de vanne (1) muni d'une trappe de visite latérale permettant l'accès à l'une des surface de l'opercule (2) et le retrait dudit opercule (2) caractérisé en ce que l'une des surfaces frontales de l'opercule (2) présente un moyen apte à permettre la fixation transitoire de l'extrémité d'un bras extracteur. 16 - Vanne papillon selon la revendication 14 caractérisée en ce que l'opercule (2) présente au moins deux trous filetés pour permettre la fixation temporaire d'un bras extracteur.