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" Perfectionnements aux vannes ".
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La présente invention est relative aux vannes et a pour objet une vanne présentant divers perfectionnements par rapport aux vannes connues. Par certains de ses côtés, la présente invention constitue un perfectionnement appor- té à celle faisant l'objet de la demande de brevet déposée le n 379.433 au même nom le 3.3.1949 sous/pour "Perfectionnements aux vannes à guillotine ".
Dans ladite demande antérieure, on a décrit une van- ne munie d'un dispositif actionné par la pression du fluide pour commander le dispositif de fermeture coopérant avec la plaque mobile de la vanne. L'organe actionné par la pression du fluide présente la forme d'un soufflet annulaire, pouvant entourer la conduite dans laquelle la vanne est montée et qui est susceptible de se/dilater sous l'effet du fluide qui y est admis pour amener l'organe de fermeture de la vanne, ou bague d'étanchéité, à sa position contre la plaque mobile pour maintenir la vanne fermée .
On a constaté qu'il importe d'isoler de façon adéquate la périphérie interne du soufflet annulaire de l'intérieur de la conduite : en effet, si de la suie, de la poussière véhiculée par les gaz traversant la con- duite, ou autres particules arrivaient à passer de la conduite vers la périphérie intérieure du soufflet annu- laire, le fonctionnement correct de celui-ci pourrait être entravé. D'autre part, il y a lieu de prévoir un moyen de commande de la vanne en cas d'urgence, au cas d'une baisse de la pression fluide destinée à actionner le soufflet.
L'isolement correct de la périphérie interne du soufflet annulaire de l'intérieur de la conduite n'est @ pas un problème facile à résoudra parce que le soufflet
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est mobile alors que la conduite est fixe. De même, l'établissement d'un moyen de commande manuel pour la bague d'étanchéité exige la présence de moyens commanda- bles à la main instantanément tant pour amener la bague d'étanchéité à sa position d'étanchéité ou de coaction avec la plaque mobile que pour l'écarter de cette position.
Par certains de ses aspects, l'invention ne se limite pas à une vanne à soufflet et s'applique à toutes les vannes à plaque mobile en général; cependant, pour facili- ter l'exposé, la description sera faite en supposant l'invention appliquée à une vanne à soufflet.
Selon l'invention, on prévoit, dans une vanne à plaque mobile destinée à commander l'écoulement d'un fluide dans une conduite, une plaque pouvant occuper une position en travers de la conduite et un organe de ferme- ture ou d'étanchéité pouvant être déplacé selon l'axe de la conduite tout en conservant une relation d'étanchéité sensiblement continue par rapport à la circonférence de la conduite, pour être appliquée contre ladite plaque ou en être écartée . L'organe de fermeture peut présenter la forme d'une bague de fermeture ou d'étanchéité et présente de préférence une disposition télescopique par rapport à la conduite pour permettre ses/dits mouvements axiaux destinés à l'appliquer contre la plaque mobile et l'on écarter.
On prévoit de plus des moyens assurant le maintien de l'étanchéité entre la bague de fermeture et la conduite au cours de ses déplacements.
La bague de fermeture peut être disposée en rela- tion télescopique autour de la conduite, et on peut prévoir à l'extérieur de celle-ci des moyens permettant de dépla- cer la bague axialement pour l'appliquer contre la plaque mobile ou l'en éloigner. Ces moyens d'actionnement de la bague peuvent être constitués par un dispositif moteur
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annulaire, tel qu'un soufflet annulaire par exemple entourant la conduite . L'application étanche de la bague de fermeture contre la conduite au cours des déplacements de la bague isole le contenu de la con- duite d'avec la périphérie intérieure du dispositif moteur annulaire.
On peut disposer la bague de fermetu- re à l'intérieur ou à l'extérieur de la conduite ; dant, on préfère suivant l'invention la monter à l'exté- rieur de manière à lui permettre de se déplacer axiale- ment tout en restant en engagement étanche avec la con- duite. Dans cette disposition en effet, les risques de pénétration dans la périphérie intérieure du soufflet annulaire de particules solides provenant de l'intérieur de la conduite, sont réduits au minimum.
On prévoit de préférence un moyen d'entraînement positif pour déplacer la bague de fermeture suivant l'axe de la conduite dans un sens, et, pour assurer son déplacement en sens inverse, un dispositif élastique de rappel. De préférence, le moyen de commande positif déplace la bague pour l'amener à sa position active par rapport à la plaque mobile ,à l'encontre de l'action du dispositif élastique de rappel, de telle sorte qu'au cas où le moyen de commande positif serait en défaut, le moyen de rappel élastique éloignerait la bague de la plaque . Le moyen de commande positif peut être constitué par un soufflet annulaire comme on l'a indiqué plus haut.
Il est actionné par le fluide sous pression qui y est admis Ce fluide peut être du gaz comprimé, par exemple de l'air comprimé, .' ou un fluide hydraulique, tel que l'huile . Le plus souvent, dans les installations tra- vaillant à haute température, c' est de l'air comprimé que l'on utilise pour actionner le soufflet. Si la pression d'air venait à manquer, le moyen de rappel élas-
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tique éloignerait la bague d'étanchéité de sa position de coaction avec la plaque.
On prévoit le moyen d'action- ner de façon positive l'organe d'étanchéité dans l'un comme dans l'autre sens suivant l'axe de la conduite en cas de manque de pression de fluide La bague d'étanchéi-
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té peut présenter une ou, -ai eu;1:, plusieurs/faillies dispo- sées autour de sa circonférence et à peu près parallèles à l'axe de la conduite . Les moyens de rappel élastique assurant l'éloignement de la bague de la plaque peuvent être constitués par des ressorts hélicoïdaux, entourant respectivement ces saillies.On prévoit de préférence un dispositif à vis qui coopère avec ces saillies, comman- dable pour déplacer celles-ci et par suite la bague d'étanchéité dans l'un et l'autre sens.
Le dispositif à vis peut être agencé de façons différentes ; de préfé- rence, il présenta la forme d'un écrou vissé sur la saillie pour déplacer la bague de fermeture dans un sens et une vis ou un boulon vissé dans une partie fixe de l'appareil pour porter contre la saillie et la repousser ainsi dans l'autre sens.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la suite de la description se rapportant à un mode de réalisation préféré de l'inven- tion, représenté au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une coupe verticale partielle d'une vanne à plaque mobile et d'une conduite dans laquelle elle est montée, la coupe étant faite parallèlement à l'axe de la conduite; et - la figure 2 est une vue de détail de la figure 1 à plus grande échelle .
Sur le dessin on a désigné par 2 une conduite dans laquelle est nontée une vanne à plaque mobile dont l'ensemble est désigné par 3. La conduite véhicule un
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fluide, en général gazeux, et la vanne peut se fermer pour arrêter l'écoulement de ce fluide à travers la conduite et s'ouvrir pour permettre cet écoulement.
La vanne à plaque mobile comprend un boîtier dont la partie supérieure 4 présente sur chaque côté des par- ties 5 en forme d'éléments de tuyauterie, chacune munie d'une bride 6 sefixant par des boulons 7 à une bride 8 de la conduite 2.A la partie supérieure 4 du boîtier se raccorde une partie inférieure 9 ménageant une cavité 10 destinée à recevoir la plaque mobile, décrite plus loin, quand la vanne est ouverte . La partie inférieure 9 du boîtier communiqua constamment avec la partie supé- rieure 4. Les parties 4 et 9 du boîtier sont reliées de façon étanche l'une à l'autre et les parties 5 en forme d'éléments de tuyauterie sont fixées de façon étanche à la conduite 2, de sorte qu'il ne peut y avoir aucune fuite vers l'atmosphère extérieure, que la vanne soit ouverte ou fermée.
Un arbre parallèle à l'axe de la conduite est monté dans le boîtier* Cet arbre n'a pas été représenté car l'invention ne concerne pas les moyens utilisés pour dé- placer la plaque mobile; cet arbre peut être semblable à celui décrit et représenté dans la demande de brevet pr écitée . A cet arbre est fixée une plaque mobile 12 disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre et à celui de la conduite, à l'intérieur du boîtier. En faisant tourner l'arbre par des moyens convenables non représentés, on déplace la plaque 12 entre une position à laquelle elle se trouve entièrement dans la partie supérieure 4 du boîtier, et une autre position à laquelle elle est disposée à peu près entièrement dans la partie inférieure 9 du boîtier.
Lorsque la plaque mobile 12 se trouve à la partie supérieure 4 du boîtier elle s'é-
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tend en travers de la conduite 2 et l'obture, tandis que lorsqu'elle se trouve dans la partie inférieure 9 du boîtier elle est entièrement éloignée de la conduite 2 qui est alors ouverte.
Dans la partie 4 du boîtier est monté un organe ou une bague d'étanchéité 24, de préférence en acier spécial, communiquant avec le boîtier par l'intermédiaire d'une bague 23 à section en U. La bague 24 est plane et son plan est parallèle à celui de la plaque mobile 12.
La plaque mobile 12 est normalement en contact léger avec la face de droite de la bague 24, selon le dessin, lorsque la plaque 12 se trouve dans la partie supérieure 4.
Dans la partie 4 du boîtier se trouve également un soufflet 2,6 de forma annulaire, relié au boîtier en 25, commandé par la pression fluide, et portant l'autre or- gane de fermeture ou bague d'étanchéité 27, qui est desti- né à coopérer avec la bague 24 pour assurer l'étanchéité contre la plaque mobile 12 lorsqu'on désire obturer la conduite 2. Un tube 28 pénètre dans la partie 4 du boîtier en 29 et communique avec l'intérieur du soufflet 26.La plaque mobile 12 présente une nervure annulaire 30 con- tre laquelle doit venir porter la bague d'étanchéité 27.
Cette nervure peut être prévue soit sur le côté haute pres- sion, soit sur le côté basse pression de la vanne .
La construction et la disposition du soufflet 26 peuvent être telles que, lorsqu'il ne contient pas du flui- de sous une pression notablement supérieure à la pression atmosphérique, il se contracte ou se rétracte vers la droite pour s'éloigner de la plaque mobile 12 ; ainsi, la position normale ou de repos de la bague d'étanchéité 27 portée par le soufflet est un peu à droite de la posi- tion à laquelle elle est dessinée et à une certaine distan- ce de la plaque mobile 12. Ainsi, quand le soufflet 26
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occupe sa position normale , la bague d'étanchéité 27 étant éloignée de la plaque mobile 12, celle-ci est libre de tourner autour de l'axe de son arbre pour passer de la partie supérieure 4 à la cavité 10 de la partie inférieure du boîtier, et réciproquement.
Au cours de ce mouvement, la plaque mobile peut frotter légèrement contre la face de la bague d'étanchéité 24, qui peut, dans une certaine mesure étayer la plaque mobile et contribuer à la maintenir en alignement; la plaque mobile . n'est pas fortement pressée contre la bague d'étanchéité 24 lorsque la bague d'étanchéité 27 est relâchée .
Lorsqu'on veut obturer la conduite 2 au moyen du soufflet, on fait passer la plaque mobile 12 à sa position supérieure dans la partie 4 du boîtier comme représenté sur le dessin. Au cours de ce mouvement de la plaque mobile, le soufflet 26 et la bague d'étanchéi- té 27 occupent leur position normale rétractée, permet- tant à la plaque mobile de se déplacer librement à côté de la face de droitee la bague d'étanchéité 24.
Lors- que la plaque mobile a atteint sa position supérieure entravers de la conduite 2, comme on 1 la représenté sur le dessin, du fluide sous pression est admis à travers le tube 28 à l'intérieur du soufflet , 26, provoquant la dilatation de celui-ci vers la gauche et assurant l'étanchéité entre la bague 27 et la nervure annulaire 30 de la façade droite de la plaque mobile 12 d'une part, et entre la plaque 12 et la bague d'étanchéité 24 de l'autre . La pression du fluide introduit par le tube 28 peut être réglée pour modifier le serrage de la plaque mobile 12 entre les bagues d'étanchéité 24 et 27.
Si la plaque mobile 12 et la bague d'étanchéité 27 montées sur le soufflet 26 peuvent se gauchir quelque
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peu , la bague d'étanchéité 24 qui est montée à poste fixe dans la partie 4 du boîtier, ne se gauchit que très peu, sinon pas du tout, et sert d'enclume relativement plane contre laquelle la plaque mobile est appliquée par la bague d'étanchéité 27 lorsque celle-ci est chassée vers la gauche (selon la figure 2) par l'admission de fluide sous pression dans le soufflet.
Par conséquent, la plaque mobile, même si elle est un peu gauchie, s'apla- tit contre la bague d'étanchéité 24 et la flexibilité du soufflet corrige ou absorbe tout gauchissement de la bague d'étanchéité 27 et toute déformation du corps de la vanne
Lorsqu'on désire ouvrir la conduite 2 pour laisser passer librement le fluide, on détend la pression dans le soufflet 26, qui peut alors se rétracter vers la droi- te, dégageant la plaque mobile 12 qui est alors amenée dans la cavité inférieure 10. La plaque mobile occupant sa position inférieure dans cette cavité, dégage la condui- te 2 que le fluide peut alors traverser d'un côté à l'au- tre de la vanne. Le boîtier, comme on l'a expliqué,em- pêche toute fuite .
Cependant, si on le désire, on peut appliquer de façon étanche, la bague d'étanchéité 27 contre la bague d'étanchéité 24 en dilatant le soufflet. Cela a pour effet de confiner le fluide dans la conduite 2 contre toute interruption d'écoulement par le boîtier de la vanne .
Ainsi qu'on l'a déjà vu, il importe d'isoler la périphérie intérieure du soufflet annulaire 26 de l'in- térieur de la conduite 2. On va maintenant décrire les moyens que l'invention prévoit à cet effet* La bague d'étanchéité 27 est portée par une plaque annulaire 31 portée elle-même par le soufflet 26. La bague d'étan- chéité 27 est montée télescopiquement autour de la partie
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32 de la conduite 2 qui est à côté de la plaque mobile 12. Dans les déplacements de la bague d'étanchéité 27 qui se rapproche et s'éloigne de la plaque mobile 12, cette bague est guidée dans une mesure notable par la surface extérieure de la partie 32 de la conduite, qu'elle entoure avec assez de jeu pour pouvoir coulisser librement.
Dans la face annulaire intérieure de la bague d'étanchéité 27 est monté un nombre approprié de seg- ments d'étanchéité 33, représentés au nombre de deux, qui entourent étroitement la partie 32 de la conduite et assu- rent un joint circonférentiel sensiblement continu qui agit constamment entre la bague d'étanchéité 27 et l'intérieur de la conduite . Les segments d'étanchéité 33 peuvent être constitués en toute matière convenable, par exemple en métal Monel tissé . Ils empêchent sensiblement tout passage de particules solides depuis l'intérieur de la conduite vers la périphérie intérieure du soufflet annu- laire.
Le soufflet, lorsqu'il n'est pas actionné en vue d'appliquer l'organe d'obturation contre la plaque mobile 12, peut se contracter automatiquement de la manière indi- quée ci-dessus; néanmoins, il est préférable de prévoir un dispositif de rappel élastique pour éloigner la bague d'étanchéité de la plaque mobile lorsque le soufflet est inactif. La plaque annulaire 31 est percée d'un nom- bre approprié de trous 34, trois par exemple, traversés chacun par une barre 35 soudée à la plaque 31 en 36.Un gousset 37 peut être soudé à chacune des barres 35 et à la plaque 31 pour renforcer et raidir la liaison entre la barre et la plaque . Lorsque le nombre des barres utili- sé est de trois, elles sont de préférence espacées de 120 autour de la circonférence de la plaque 31.
La partie 4 du boîtier est percée d'un trou 38
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dans l'alignement axial de chacune des barres 35.
L'extrémité de droite de chaque barre 35 est percée et taraudée en 39 et une saillie .en-. forme de tige 40 passe à travers chacun de ces trous 38, se vissant dans l'extrémité de droite de la barre 39 correspondante comme le montre la figure 2. Des moyens d'obturation étanche, comprenant une plaque 41, un collier 42 et une garniture 43, sont prévus pour assurer l'étanchéité entre chaque tige 40 et la partie 4 du boîtier tout en permettant les déplacements de la tige par rapport à .ce boîtier.
L'extrémité extérieure de chaque tige 40 est file- tée et porte deux écrous 44 et 45. L' écrou 44 porte contre une rondelle 46 qui porte elle-même contre un collier 47. Un ressort hélicoïdal de compression 48 est interposé entre les colliers 42 et 47. Les écrous 45 peuvent être soudés aux extrémités des tiges 40 comme on le montre en 49, pour servir de butées permanentes de sécurité, tandis que les écrous 44 peuvent être vissés plus ou moins loin sur les tiges 40 pour régler les ressorts 48 à la compression voulue . Ainsi, les ressorts 48 rappellent la bague d'étanchéité 27 vers la droite en l'éloignant de la plaque mobile 12 lorsque le soufflet est inactif.
Si on le désire, on peut visser les écrous 44 à fond pour comprimer à bloc le ressort 48 et fixer de manière permanente la bague d'étanchéité 27 en position écartée de la plaque mobile
12.
Suivant l'invention, on prévoit des moyens de commande à main permettant d'appliquer positivement la bague d'étanchéité 27 contre la plaque mobile 12 en cas de manque de pression dans le soufflet. Un collier
50 fileté intérieurement est soudé à la partie 4 du boîtier autour de chacun des trous 38. Dans chacun de
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ces colliers peut se visser un manchon 51 qui, lorsqu'il est en place, entoure la tige 40 et le ressort 48 correspondants. Chaque manchon 51 porte un tampon 52 soudé à son extrémité extérieure, chacun de ces tampons étant percé et taraudé comme en 53.
Un boulon 54 peut se visser dans chacun des tampons
52. Des colliers d'écartement 55 représentés autour des boulons 54 limitent le degré de vissage de ceux- ci dans les tampons 52. Une fois ces colliers d'écar- tement enlevés, on peut visser les boulons 54 pour atteindre l'extrémité des tiges 40 et les déplacer positivement vers la gauche, ce qui assure par des moyens manuels l'application de la bague d'étanchéi- té 27 contre la plaque mobile 12.
Grâce au mécanisme décrit, il est possible de déplacer de façon positive la bague d'étanchéité 27 pour l'amener à toute position voulue même en cas de manque de pression fluide dans le soufflet annulaire.
Dans le fonctionnement normal de la vanne,les manchons 51 ne jouent aucun rôle, à moins que,mis en place par vissage dans les colliers, ils n'agis- sent comme moyens de protection pour les tige 40 et les ressorts 48. Lorsqu'on veut accéder aux écrous 44 on dévisse les manchons 51 des colliers
50. Pour éviter la chute ou la perte des manchons
51, on prévoit autour de chacun d'eux une bague 56, maintenue en place autour du manchon par des points ou cordons de soudure 57, et une chaînette 58 fixée à la partie 4 du boîtier en 59 est reliée à la bague en 60. Ainsi, après avoir dévissé un manchon
51 de son collier 50 et l'avoir 'abandonné, il reste retenu au voisinage du collier grâce à la chaînette
58. De même, chaque collier d'écartement 55 est relié par une chaînette 61 au manchon 51 correspondant.
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Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation représenté et décrit, dont on pourra s'éloigner sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Vanne à plaque mobile pour la commande de l'écoulement d'un fluide à travers une conduite, vanne comprenant une plaque mobile pouvant être placée en tra- vers de la conduite , un organe d'étanchéité mobile parallèmement à l'axe de la conduite tout en restant en relation d'étanchéité. à peu près continue avec la circonférence de la conduite, pour s'appliquer contre la plaque mobile ou s'en éloigner.
2. Vanne à plaque mobile pour la commande de l'écoulement d'un fluide à travers une conduite,vanne comprenant une plaque mobile pouvant être placée en travers de la conduite et une bague d'étanchéité dispo- sée télescopiquement par rapport à la conduite, de ma- nière à pouvoir se déplacer axialement par rapporta celle-ci, pour s'appliquer contre la plaque mobile et s'en éloigner et des moyens pour maintenir l'étanchéité entre la bague susdite et la conduite pendant ce mouve- ment.
3. Vanne à plaque suivant l'une ou l'autre des re- vendications 1 et 2,dans laquelle on prévoit à l'exté- rieur de la conduite des moyens pour assurer les dépla- cements axiaux de l'organe ou de la bague de fermeture.