Brevet FR2790532A1 — publié le 20000908

La présente invention a pour objet un robinet à tournant sphérique pour contrôle de débit sur produits pulvérulents ou en granulés. Il concerne d'une façon générale les industries mettant en oeuvre des processus faisant intervenir des poudres ou des granulés. L'alimentation d'une installation en produits pulvérulents ou granuleux, de même que le soutirage de ce type de produits, pose, à ce jour, de nombreux problèmes. En effet, le transport en continu, par exemple par soufflage d'air ou de gaz dans des canalisations, ne permet pas un contrôle précis du débit et ne peut pas être utilisé lorsque la zone de production doit être totalement isolée de la zone de stockage, ce qui est souvent le cas dans les processus faisant intervenir des réactions chimiques. Les systèmes discontinus tels que sas ou robinets à godets entraînent, en raison de leur mode de fonctionnement, des limitations souvent très gênantes de la productivité de l'installation et nécessitent généralement plusieurs vannes d'isolation pour permettre la séparation des zones de processus et de stockage. Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de remédier à ces inconvénients. Il permet en effet avec un seul appareil d'assurer non seulement le dosage à débit variable, sensiblement en continu, de produits pulvérulents ou en granulés, mais également l'isolation parfaite entre la zone de process et la zone de stockage, tout en présentant une étanchéité parfaite aux gaz, aussi bien entre les conduits amont et aval, qu'entre l'intérieur et l'extérieur du dispositif. Il est constitué d'un robinet équipé d'un tournant sphérique comportant une série d'encoches périphériques assez nombreuses pour assurer un débit sensiblement continu à tous les régimes d'utilisation et dont la forme est déterminée pour empêcher toute communication entre l'intérieur et l'extérieur des sièges d'étanchéité, le tournant étant entraîné par un moteur à vitesse variable piloté de manière à pouvoir contrôler de façon précise le débit de transfert. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatif de formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 est une coupe passant par l'axe d'écoulement et représentant le dispositif dans son ensemble, la figure 2 représente le tournant sphérique en perspective axonométrique. la figure 3 est une coupe partielle à une échelle différente, suivant les flèches F1 de la figure 1, la figure 4 est un agrandissement du détail D1 de la figure 3 et la figure 5 est une coupe partielle suivant les flèches F1 de la figure 1 d'une variante d'exécution comportant un système de soufflage destiné à vider les encoches périphériques.1 Le dispositif, figures 1 à 4, est constitué d'un tournant sphérique 1 monté dans un corps 2 de robinet de type connu portant deux entretoises brides 3, 4 destinées à être raccordées respectivement sur les tuyauteries amont et aval de transport des produits. Chacune des entretoises brides 3, 4 comporte un siège 5 creux à portée 6 sphérique plaquée contre le tournant 1 par un élément élastique 7 de poussée. Le tournant sphérique 1 comporte à sa périphérie une série d'encoches 8 à section en V parallèles à l'axe de rotation A du tournant et dont le rôle est d'assurer un acheminement contrôlé du produit du conduit amont 9 au conduit aval 10. Les dimensions des encoches 8 ainsi que la largeur des portées 6 des sièges 5 sont déterminées de manière à ce que, quelle que soit la position d'une encoche, elle ne puisse à aucun moment faire communiquer le volume du conduit amont 8 et l'intérieur du robinet. L'étanchéité entre les zones de passage du produit à véhiculer et l'extérieur du dispositif est assurée par des joints toriques I1l entre les sièges 5 et les brides 3, 4. En outre, des demi-coquilles 12 anti- rétention appliquées contre le tournant sphérique 1 par les entretoises brides 3, 4 empêchent la pénétration du produit pulvérulent dans le corps 2 du robinet en réduisant le volume mort intérieur de celui-ci. Le contrôle rigoureux du débit est obtenu grâce à un moteur à vitesse variable (non représenté) entraînant l'arbre de commande 13 du tournant sphérique 1, et associé à un système de pilotage permettant de fixer à tout moment le nombre de tours par unité de temps du tournant. La conception de l'appareil fait que chaque encoche est totalement remplie à l'amont, la quantité de produit transférée à chaque tour étant par conséquent exactement égale au nombre d'encoches porté par le tournant multiplié par le volume unitaire de l'une d'elles. Le nombre d'encoches 8 est optimisé de manière à assurer un débit sensiblement continu. L'entraînement des produits en poudre ou granulés en aval du dispositif peut être provoqué par un système de soufflage d'air ou de gaz à partir du tournant sphérique 1 comportant des canaux 15 vers chacune des encoches 8 et agencé de façon à ce que l'air ou le gaz ne puisse être insufflé à un instant donné que dans les encoches en communication avec le conduit aval 10. Pour obtenir ce résultat, le tournant sphérique 1 est monté sur un cylindre fixe 16 alimenté par la source d'air ou de gaz et comportant une ouverture 17 dirigée vers le conduit aval 10, les canaux 15 débouchant sur la paroi interne du tournant en contact avec le cylindre fixe (figure 5). 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 . Robinet à tournant sphérique pour contrôle de débit sur produits pulvérulents ou en granulés, destiné d'une façon générale aux industries mettant en oeuvre des processus faisant intervenir des poudres ou des granulés, ledit robinet comportant un corps (2) de type connu portant deux entretoises brides (3, 4) destinées à être raccordées respectivement sur les tuyauteries amont et aval de transport des produits, caractérisé en ce que le tournant sphérique (1) est pourvu d'une série d'encoches (8) périphériques assurant l'acheminement contrôlé du produit depuis le conduit amont (9) vers le conduit aval. (10), lesdites encoches ayant une forme déterminée pour empêcher toute communication entre les volumes situés de part et d'autre de la portée (6) du siège (5) d'étanchéité de chaque entretoise bride (3, 4), et étant en nombre suffisant pour assurer un débit sensiblement continu du produit à transférer à tous les régimes d'utilisation. 2 . Robinet à tournant sphérique selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que l'arbre de commande (13) du tournant sphérique (1) est entraîné par un moteur à vitesse variable associé à un système de pilotage permettant de fixer à tout moment le nombre de tours par unité de temps du tournant sphérique (1). 3 . Robinet à tournant sphérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il est agencé de manière à ce que chaque encoche (8) soit totalement remplie à l'amont, de façon à ce que la quantité de produit transférée à chaque tour soit exactement égale au nombre d'encoches porté par le tournant sphérique (1) multiplié par le volume unitaire de l'une d'elles. 4 . Robinet à tournant sphérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les encoches (8) ont une section en "V" et sont parallèles à l'axe de rotation (A) du tournant sphérique (1). 5 . Robinet à tournant sphérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les sièges (5) d'étanchéité ont une portée (6) sphérique plaquée contre le tournant sphérique (1) par un élément élastique (7) de poussée, la largeur de ladite portée étant déterminée de manière à ce que, quelle que soit la position d'une encoche (8), elle ne puisse à aucun moment faire communiquer le volume du conduit amont (8) et l'intérieur du robinet. 6 . Robinet à tournant sphérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il comporte des demi- coquilles (12) anti-rétention appliquées contre le tournant sphérique (1) par les entretoises brides (3, 4) et agencées de manière à empêcher toute pénétration du produit véhiculé dans le corps (2) du robinet en réduisant le volume mort intérieur dudit robinet. 7 . Robinet à tournant sphérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'éjection des produits en poudre ou granulés en aval est provoqué par un système de soufflage à partir du tournant sphérique (1) comportant des canaux vers chacune des encoches, ledit système étant agencé de façon à ce que seules les encoches en communication avec le conduit aval (10) soient en communication à un instant donné avec la source d'air ou de gaz. 8 . Robinet à tournant sphérique selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que le tournant sphérique (1) est monté sur un cylindre fixe (16) alimenté par une source d'air ou de gaz et comportant une ouverture (17) dirigée vers le conduit aval (10), les canaux (15) débouchant sur la paroi interne du tournant sphérique en contact avec ledit cylindre fixe.