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Perfectionnements aux étriers à ressort pour vannes.
La présente invention se rapporte d'une façon générale aux vannes et elle concerne plus particulièrement de nouvelles vannes pourvues d'éléments de fermeture montés élastiquement ainsi que de nouveaux dispositifs élastiques pour le montage des éléments obturateurs de la vanne.
Lorsqu'elles sont utilisées dans les installations à haute pression et à haute température, les vannes de type conven- tionnel tendent à se gripper de telle sorte qu'elles ne peuvent pas s'ouvrir lorsque c'est nécessaire, ou bien elles perdent leur étanchéité lorsqu'elles sont soumises à de fréquentes variations de la température. Le grippage est tellement grave que beaucoup de vannes fermées à chaud se trouvent grippées dans leur position
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de fermeture, de telle sorte que leurs tiges et mécanismes se rompent dans les tentatives qui sont faites pour les ouvrir. D'autres refu- sent de s'ouvrir même lorsqu'elles sont chauffées à la flamme. Un autre inconvénient des vannes à haute température est la tendance de leurs disques et de leurs sièges à se séparer en donnant lieu à des fuites.
Dans les vannes du type conventionnel, il est habi- tuellement nécessaire lorsqu'elles sont utilisées pour obturer une installation du genre considéré d'assurer un ajustement des vannes pour empêcher le calage ou les fuites, ce qui est une opération difficile et coûteuse. On a récemment construit des vannes qui évi- tent ces inconvénients et la nécessité résultante d'une surveillance constante des vannes en service dans les installations à haute pres- sion et haute température. Toutefois, ces nouvelles vannes n'ont pas donné entièrement satisfaction à cause de leurs grandes dimen- sions et de leur coût de fabrication élevé, et la construction des vannes pour installa.tions à haute pression et haute température est un.problème dont la solution complète reste urgente.
Le présente invention répond entièrement à ce besoin en supprimant complètement l'inconvénient du calage ci-dessus mentionné et de l'interception de la circulation des fluides dans les instal- lations à haute pression et à haute tempéra.ture et en permettant une notable simplification de la construction de ces vannes et une réduction de leurs dimensions et de leur coût. En outre, ces nouvel- les vannes ont une plus grande résistance et permettent un accès plus facile aux press-étoupe de la vanne que les vannes connues précédemment.
Cette invention comprend des étriers de vannes qui sécartent radicalement, comme construction et comme effet, des étriers de vanne de forme conventionnelle. Le but principal visé dans le cal- cul et la construction de tous les étriers de vannes employés pré- cédemment était d'assurer la rigidité et l'absence de flexibilité des étriers attendu qu'ils servaient uniquement à fixer les tiges -
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de vannes en place par rapport aux corps de vannes. Suivant la pré- sente invention, les étriers sont au contraire de type à ressort et outre leur fonction de fixer ensemble la tige et le corps de la vanne, ils compensent- automatiquement les dilatations et contrac- tions relatives de ces corps et tiges.
Ces nouveaux étriers remplis- sent en outre la fonction ci-dessus mentionnée d'assurer l'engage- ment et la mise en place de la tige. L'invention évite par conséquent les combinaisons de ressorts et de montures séparés qui avaient été proposées précédemment pour combattre les inconvénients du calage et de l'interception du courant de fluide des systèmes de soupapes pour installations à haute pression et haute température, mais qui n'avaient pas été adoptées généralement à cause de leur impratica- bilité.
On comprendra mieux l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels ;
Fig. 1 est une vue en coupe verticale d'une vanne globulaire pourvue d'un étrier suivant la présente(invention;
Fig. 2 est une vue en coupe verticale d'une vanne semblable pourvue d'un étrier sphérique à ressort, suivant cette invention, et
Fig. 3 est une vue en coupe verticale d'une autre vanne glo- bulaire pourvue d'un étrier cylindrique à ressort suivant l'invention.
Dans son caractère général, les vannes suivant cette inven- tion comportent un corps B, une tige S qu'on peut faire mouvoir pour régler la circulation du fluide à travers le corps , un chapeau C, un étrier flexible Y pour limiter le déplacement de la tige S par rapport au corps B, et un dispositif pour faire mouvoir la tige par rapport au corps en vue de régler le courant de fluide qui le traverse.
Le corps de chacune des vannes représentées présente un pas- sage 10 pour lefluide, une surface formant siège de vanne 11 et une ouverture 13 donnant accès à la vanne du côté opposé à la surface 11. La paroi du corps B qui délimite l'ouverture 13 est taraudée
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en 15 à son extrémité externe.
La tige S est une pièce allongée dont une extrémité porte un disque 17 destiné à s'appliquer sur le siège 11 pour fermer la vanne tandis que l'extrémité opposée est pourvue d'un filetage 18.
Le chapeau de vanne C des exemples représentés est du type à auto-obturation décrit et revendiqué dans le brevet américain N 2. 321.597 du 15 Juin 1943.
L'étrier Y de la Fig.l est un élément substantiellement piriforme présentant des bouts inférieurs et supérieurs filetés, approximativement cylindriques et une partie intermédiaire pourvue de fenêtres donnant accès au chapeau. Le bout inférieur de l'étrier présente un filetage externe 20 pour entrer en prise avec le tarau- dage 15 et possède une ouverture axiale 21 pour recevoir la tige S et le chapeau C. Le bout supérieur de l'étrier présente une ouver- ture axiale 22 et un taraudage 23 formé près de l'extrémité externe de cette ouverture.L'étrier est de construction légère dans sa par- tie intermédiaire et présente une élasticité suffisante pour donner les résultats désirables mentionnés précédemment.
L'extrémité su- périeure taraudée de l'étrier est pouvue d'une garniture aleaite 25 pour la lubrification des rondelles du dispositif d'entraînement de la tige disposé dans l'ouverture 22.
Si l'on se réfère aux Figs. 2 et 3, l'étrier suivant l'invention présente différentes formes et peut comporter un élément élastique unique ou une série de ces éléments qui peuvent constituer soit une partie latérale soit une partie d'extémité de l'étrier, suivant la forme et le mode de construction désirés. Dans le cas de l'étrier sphérique de la Fig. 2, la partie élastique de l'étrier est constituée par la face intermédiaire entre extrémités supé- rieure en inférieure de l'étrier. L'étrier suivant la Fig. 3 pré- sente une face intermédiaire rigide mais une extrémité supérieure flexible à plusieurs épaisseurs.
Ce dernier étrier est composé de piècesatérales supérieure et inférieure et d'une bague fendue 35
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présentant des rebords qui s'engagent dans des rainures de ces pièces supérieure et inférieure et fixent ces pièces ensemble.
Les étriers suivant les Figs. 2 et 3, de même que celui de la Fig.l, peuvent être fixés au corps de valve et à la tige ainsi qu'un dispositif entraînant la tige par les moyens représentés et décrits ci-dessus avec référence à la Fg.l, c'est-à-dire que la partie inférieure de l'étrier, dans chaque cas, est pourvu d'un filetage sur sà surface externe pour entrer en prise avec le tarau- dage 15 du corps.
Le dispositif qui déplace la tige dans la valve suivant la Fig. 3 comporte un volant à main 36, un manchon d'étrier 37 présentant un rebord externe annulaire près de son extrémité inférieure et une ouverture taraudée pour recevoir l'extrémité supérieure filetée de la tige S, un écrou 38, fileté extérieurement, monté sur ce manchon, des rondelles 39 entre ce rebord et l'étrier d'une part et l'écrou du manchon d'étrier d'autre p.rt, et un écrou de volant de manoeuvre 40 pour retenir le volant à main dans la position voulue par rapport au manchon d'étrier. Le volant à main est claveté sur le manchon d'étrier qui est susceptible de tourner sur les rondelles 39 par rapport à rétrier Y et à l'écrou 38 du manchon d'étrier.
Cet écrou 38 est vissé à l'étrier et l'écrou du volant à main est fixé de la même manière au manchon d'étrier.
On peut monter les soupapes représentées en fixant l'étrier et le chapeau au corps, en engageant la tige S de la manière usuelle dans le chapeau de façon que le disque de soupape soit disposé au- dessous du chapeau tandis que la partie filetée à l'extrémité de la tige s'étend à travers la boîte à bourrage du chapeau,'et à travers l'ouverture 22 de l'étrier, en engageant le manchon 37 de l'étrier sur l'extrémité filetée de la tige, en vissant l'écrou du manchon d'étrier dans le bout taraudé 23, en clavetant le volant à main sur le manchon d'étrier et en fixant le volant à main en place au moyen de l'écrou 40 du volant.
On actionne la vanne pour régler le courant du fluide qui la traverse, en faisant tourner le volant à main de manière à dé-
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placer la tige par rapport au corps de vanne. Lorsque la vanne est fermée, c'est-à-dire lorsque le disque 17 est appliqué fermement, d'une manière étanche au fluide, sur le siège 11, il n'est pas né- cessaire d'éprouver périodiquement l'étanchéité de ce contact pour empêcher l'état de calage préjudiciable ci-dessus mentionné.
L'élasticité de l'étrier est telle que lorsque la tige s'allon- ge par suite d'un accroissement de sa tzmpérature et que le corps de vanne se contacte par suite d'une diminution simultanée de sa tem- pérature, il ne se produit pas une variation appréciable de la charge s'exerçant sur le siège; par conséquent il ne se produit ni calage ni fuite.
Les gens du métier comprendront que bien que les étrier suivant l'invention soient flexibles de manière à empêcher une surcharge du disque de vanne et de la surface du siège, ils peuvent également agir pour maintenir une pression sensiblement constante sur le siège. Par exemple, si après que la vanne a été fermée sous une pression anormale qui pourrait tendre à détériorer la surface d'étanchéité du disque de la vanne, la pression entre la surface d'étanchéité et le disque augmente pour atteindre une valeur dange- reuse et descend ensuite à une valeur quelque peu plusfaible, - l'étrier permet d'abord à la tige de s'allonger et de modifier la forme de l'étrier dans la mesure nécessaire pour supprimer l'excès de pression et permet ensuite à la tige de reprendre ses dimensions originales lorsque la cause de l'excès de pression a été éliminée.
Les hommes de métier comprendront facilement qu'iexiste plusieurs formes différentes d'étriers suivant l'invention en dehors des étriers sphériques, cylindriques et piriformes ou coniques re- présentés ici. Ils se rendront compte aussi que ces différents étriers peuvent être appliqués aux divers types de vannes actuelle- ment en usage et qu'on peut faire varier la flexibilité d'un étrier à l'autre suivant les différentes exigences. De même, une série de ces éléments flexibles peuvent être combinés avec un étrier unique
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pour obtenir la flexibilité désirée.
En tout cas, néanmoins, les limites élastiques des pièces flexibles des étriers suivant cette invention doivent être suffisamment élevées pour qu'elles ne puissent pas subir de déformation permanente en service sous l'action des pressions qui y sont exercées par l'intermédiaire des tiges de vanne.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. Vanne comportant un corps, un dispositif de fermeture pour la vanne comprenant une tige, un dispositif flexible fixé au corps et à la tige pour limiter le mouvement de cette dernière par rapport aucorps, et un dispositif pour déplacer la tige par rapport au corps en vue de régler la circulation du fluide traversant celui-ci.
2. Vanne comportant un corps, un dispositif derermeture pour la vanne comprenant une tige, un dispositif flexible fixé au corps et à la tige pour limiter les mouvements de cette dernière par rap- port au corps, et un dispositif pour déplacer la tige par rapport au corps en vue de régler le courant du fluide au travers de celui-ci, ce dispositif élastique comprenant un étrier de venne faisant ressort.
3. Vanne comportant un corps, un dispositif de fermeture com- prenant une tige, un dispositif flexible fixé au corps et à la tige pour limiter le mouvement relatif de la tige, ce dispositif flexible consistant en un étrierconique faisant ressort.
4. Vanne comportant un corps, un dispositif de fermeture comprenant une tige, un dispositif flexible fixé au corps et à la tige pour limiter le mouvement relatif de la tige, ce dispositif flexible consistant en un étrier cylindrique faisant ressort.
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