BE571836A

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Publication number: BE571836A
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Description

Cette invention se rapporte aux vannes et concerne plus-particulière- ment les vannes de retenue ou d'arrêt applicables aux canalisations de trans- mission des fluideso
Au fur et à mesure de l'accroissement des diamètres et des pressions régnant dans les canalisations, il s'est produit une augmentation du prix de re- vient et du poids des vannes de retenue ou d'arrêt qui sont montées sur ces ca- nalisationso Ceci s'est traduit par une augmentation des frais de manutention, d'installation et de mise en service des vannes de grandes dimensions de ce gen- re.

Le but principal de l'invention est de créer une vanne de retenue peu coûteuse et de faible poids capable d'être manutentionnée, installée et mise en service facilement et à peu de frais.

L'invention est matérialisée dans une semblable vanne ayant la forme générale d'une bride d'accouplement capable d'être enserrée entre les brides d'accouplement prévues sur les extrémités adjacentes des tronçons de la canali- sation ou conduite à équiper. Les organes obturateurs de cette vanne affectent la forme de deux demi-disques disposés de façon que leurs côtés reotilignes soient voisins et pivotent librement sur un arbre s'étendant diamétralement en travers du corps de la vanne et engagé dans des douilles de la paroi interne de ce corps,

les sièges des organes obturateurs étant constitués par un épaulement annulaire faisant tout le tour de la périphérie interne du corps de la vanne et la surface située dans un même plan d'une nervure diamétrale faisant partie in- tégrante du corps de la vanne et s'étendant transversalement à lui dans l'aligne- ment azimutal de cet arbre.

Grâce au montage permettant un flottement ou un pivotement libre des organes obturateurs, l'étanchéité est assurée avec les sièges d'application de ceux-ci. La nervure diamétrale constitue non seulement.des sièges assurant l'étanchéité avec les c8tés rectilignes des organes obturateurs, mais un support supplémentaire pour ces derniers. Il en résulte que les organes obturateurs n'ont pas besoin, tant s'en faut, d'être aussi épais pour résister à une pression donnée quelconque.

La forme particulière et le mode de montage des organes obturateurs leur permet de s'ouvrir à la manière de charnières et de se rabattre à plat l'un contre l'autre en ménageant un passage d'écoulement libre maximum sans nécessité de pré- voir un espace supplémentaire quelconque de diamètre interne beaucoup plus grand que la canalisation à laquelle la vanne en question est reliée. Les sièges des organes obturateurs de la vanne se trouvent entre les extrémités ou faces op- posées de son corps et sont suffisamment espacés de l'extrémité ou face d'aval de celui-ci pour que, quand la vanne est fermée, l'ensemble de l'appareil puisse être dégagé de la canalisation sans qu'il faille enlever les tronçons adjacents de celle-ci.

D'autres buts et avantages de l'invention découlent de la suite de cette description et des dessins schématiques annexés qui représentent deux mo- des de réalisation préférés de l'objet de l'invention et dans lesquels :-
La fige 1 est une vue en coupe axiale d'une partie d'une canalisation englobant une vanne telle que la prévoit l'invention.

La fig. 2 est une vue d'extrémité avec coupe partielle de cette vanne.

La figo 3 est une vue semblable à la fig. 2 montrant séparément le corps de la vanne.

Les figs. 4 et 5 sont des vues en coupe axiale d'une partie de l'ob- turateur et du siège de la vanne montrant des variantes du dispositif d'étan- chéité.

La fige 6 est une vue semblable à la fig. 1 montrant une variante de réalisation de cette vanne.

Comme représenté dans la fige 1, la canalisation se compose ici de deux tronçons 10 et 11 auxquels sont soudés des organes d'accouplement 12 et 13 qui ont le même diamètre interne. que les tronçons de la canalisation et qui sont munis de brides 14 et 15 dont chacune est percée de plusieurs trous 16 et 17 es- pacés dans le sens azimutal et destinés à recevoir des boulons, Les extrémités formant brides des organes d'accouplement 12 et 13 sont munies de surfaces 18 et 19 formant sièges. Les parties externes des extrémités des organes d'accouplement sont en retrait au-dessous des surfaces formant sièges à l'endroit où sont pla- cés les trous de réception des 'boulons.

Entre les brides des organes d'accouplement est placé le corps 21 de la vanne qui a la forme d'un anneau divisé c'est-à-dire que (comme le montre la fig. 3) il comprend un anneau circulaire 22 et une nervure diamétrale 23 di- visant l'espace intérieur de cet anneau en deux canaux séparés 24 et 25 dont cha- cun a en section droite une forme semi-circulaire. Les faces terminales 26 et 27 de l'anneau du corps de la vanne ménagent les surfaces formant sièges portant de façon .étanche contre les surfaces correspondantes 18 et 19 formant sièges des brides des organes d'accouplement quand les boulons 28 sont serrés.

La nervure 23 comporte une face plane 30 disposée entre les faces terminales de l'anneau de la vanne. Les côtés longitudinaux parallèles adjacents de cette face 30 constituent des surfaces rectilignes formant sièges raccordées à des surfaces semi-circulaires 31 formant siège ménagées sur l'épaulement an- nulaire 33 de la périphérie interne de l'anneau de la vanne. C'est ainsi qu'est ménagé tout autour de chacun des canaux 24 et 25 un siège continu d'application des organes obturateurs. @
Un arbre 40 clairement visible dans la fig. 2 s'étend diamétralement en travers de l'anneau de la vanne parallèlement et à quelque distance de la ner- vure 23. Les extrémités de l'arbre 40 se logent dans des trous borgnes formant douilles tels que 41 pratiqués dans l'anneau de la vanne.

Les extrémités des trous 41 sont en retrait et présentent un filetage à profil conique destiné à re- cevoir des tampons filetés 42 assurant leur obturation étanche.

Deux organes obturateurs 50 et 51 en forme de disques semi-circulai- res sont pourvus chacun de deux portées 52 et 53 disposées sur l'arbre 40. Ces portées ont un diamètre interne supérieur au diamètre externe de l'arbre 40 de manière à assurer un montage non serré. Les organes obturateurs peuvent ainsi pivoter et flotter entre une position fermée dans laquelle ils s'appliquent con- tre les sièges d'application qui entourent les canaux 24 et 25 (comme dessiné en traits pleins dans la fig. 1) et des positions ouvertes s'étendant suivant cer- tains angles par rapport aux précédentes (comme représenté en traits interrom- pus).

Si désiré, une butée d'arrêt peut être prévue sur l'un et (ou) l'autre des organes obturateurs 50 et 51, afin de les empêcher de porter complètement l'un contre l'autre quand ils sont complètement ouverts et de garantir leur fermeture lorsqu'il se produit une inversion de la pression de fluide régnant dans la ca- nalisation. La direction d'écoulement normal est indiquée par la flèche 54 dans la fig. 1. Mais il est préférable de soumettre ces organes obturateurs à une con- trainte vers leur position fermée au moyen de deux ressorts hélicoïdaux de tor- sion 55 et 56 enroulés autour de l'arbre 40 et fixés à leurs extrémités opposées auxdits organes obturateurs par des vis 57 Les têtes de ces dernières servent accessoirement de butées d'arrêt et empêchent les organes obturateurs de porter complètement l'un contre l'autre.

Les spires des ressorts 55 et 56 ont un .dia- mètre.interne supérieur au diamètre externe de l'arbre 40 afin de maintenir en- tre celui-ci et les organes obturateurs une certaine relation de flottement. Ce- ci assure l'application convenable des organes obturateurs 50,51 contre leurs sièges en leur permettant de se déplacer jusqu'à ce qu'ils se trouvent dans le même plan que .les sièges.

-Autour du bord de chaque organe obturateur et à 1'endroit où celui- ci porte contre son siège est ménagé un canal tel que 60 à section droite trapé-

zoidale dans lequel est placée une rondelle formant garniture d'étanchéité en caoutchouc synthétique maintenue en place.

L'inclinaison rétrogade des parois du canal 60 assure une rétention additionnelle de cette garniture d'étanchéité qui fait légèrement saillie hors du canal quand la vanne est ouverte mais qui ne le remplit pas complètement sur les bords, de sorte que, quand la vanne est fermée, un certain espace permettant le fluage de la garniture d'étanchéité est ménagé et que les organes obturateurs peuvent ainsi se déplacer pour venir s'appliquer métal contre métal aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur de la garniture d'étanchéité,
Un autre organe d'étanchéité peut également trouver son emploi ici, notamment un anneau torique comme le montre la fig. 4 ou bien une garniture or- dinaire à contact métal contre métal comme représenté par la fige 5.

Ainsi que le montre la fig. 1, quand la vanne est fermee, toutes ses parties
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Au lieu que la périphérie soit cylindrique et lisse (comme représenté) l'anneau du corps de la vanne peut d'ailleurs avoir un con- tour festonné et faire saillie entre les boulons, par exemple selon le même dia-- mètre que les organes d'accouplement. Le cas échéant, l'anneau du corps de la vanne peut comporter un pourtour cylindrique lisse ayant le même diamètre que les organes d'accouplement et peut être muni de trous analogues recevant les boulons.

La forme représentée est cependant préférable à cause de son faible poids et de sa facilité de montage et de démontage. En effet, il est inutile que les trous coïncident dans le sens azimutal au cours de l'assemblage. Il suffit d'enlever un plus petit nombre de boulons pour permettre de dégager la vanne de la canalisa- tion.

Il est également possible de placer des garnitures ou rondelles d'é- tanohéité entre les faces terminales des organes d'accouplement et les extrémi- tés de l'anneau du corps de la vanne. Mais ceci compliquerait le montage et le démontage. C'est pourquoi on donne la préférence à une disposition avec contact métal contre métal.

On remarquera, à l'examen de la fig. l, que les organes obturateurs de la vanne ont un rayon un peu plus petit que celui de la canalisation et des organes d'accouplement. Ceci ménage en effet, un espace libre au cas où l'anneau du corps de la vanne ne coïncide pas parfaitement avec les organes d'accouple- ment comme cela est possible par suite des jeux communément ménagés dans les trous de réception des boulons d'accouplement 28. L'épaulement 33 fait saillie dans une mesure suffisante vers l'intérieur pour ménager un chevauchement con- venable entre les organes obturateurs et les sièges. Cet épaulement 33 a en sec- tion droite une forme triangulaire, ce qui, compte tenu de la section droite triangulaire de la nervure 23, donne une paroi profilée aux canaux d'écoulement 24 et 25 par rapport à la direction normale d'écoulement.

Mais il existe cepen- dant une légère réduction de la surface disponible en section droite pour l'écoulement du ffuide à travers la vanne. Si l'on désire une section droite intégrale, il convient d'employer la variante de construction que montre la fig. 6.

Dans la fig. 6 est représentée effectivement une vanne dont le corps 80 est placé entre deux organes d'accouplement 81 et 82 de canalisation de la même façon que d'après ce que montre la fig. 1. Le corps 80 de la vanne comprend un anneau 81, une nervure diamétrale 82, et plusieurs nervures 83 et 84 s'éten- dant à la manière des cordes d'un cercle. Les extrémités de l'anneau 81 du corps . de-la vanne ont le même diamètre interne que les organes d'accouplement et l'inté- rieur de cet anneau va en changeant graduellement de section jusqu'à un diamètre interne plus grand, afin de loger des organes obturateurs et 86 plus grands

eux aussi.

Ces organes 85 et 86 s'appliquent de façon étanche contre les sièges constitués par la nervure 82 et l'épaulement annulaire 90 ils sont supportés, en outre, par les nervures 83 et 84. Il est préférable que l'ensemble du corps de la vanne, y compris l'anneau 81 et les nervures 82, 83 et 84 soient moulés de.façon à constituer un ensemblemono bloc.

Le corps 80 de la vanne est plus long que celui qui est représenté dans la fig. 1 par rapport au diamètre de la canalisation, de sorte que les or- ganes obturateurs 85 et 86 ne s'étendent pas à l'extérieur du corps de la vanne tant qu'ils n'ont pas pivoté sur la mi-distance environ pour se rapprocher de la position d'ouverture en grand. Pendant leur mouvement d'ouverture initiale, les ' organes obturateurs se meuvent à travers la cavité de forme globulaire légère- ment renflée qui est ménagée à l'intérieur de l'anneau 81 du corps de la vanne.

Au moment où ils dépassent hors de l'anneau, les organes obturateurs
85 et 86 se sont rapprochés dans une mesure telle qu'ils dégagent l'intérieur des organes d'accouplement.

La forme du corps de la vanne qui est représentée par la fig. 6 per- met à la section droite des canaux d'écoulement limités par les sièges ménagés dans la vanne d'être aussi grande ou plus grande que la surface des organes d'ac- couplement et des autres parties de la canalisation. La gorge d'entrée 91 à pro- fil fuyant va en augmentant rapidement de section droite, de sorte que la réduc- tion de surface due à la présence des nervures 82, 93 et 84, est compensée. Il en résulte que la vanne n'est le siège d'aucun étranglement de l'écoulement du fluide.

Sauf en ce qui concerne les particularités de construction qui ont été indiquées, la fig. 6.correspond de façon générale à la fig. 1. D'ailleurs les caractéristiques d'écoulement intégral que permet la vanne d'après la fig. 6 peuvent trouver leur emploi même sans la présence des nervures de support com- plémentaires 83 et 84 dont l'utilité s'avère surtout dans l'hypothèse d'une vanne à haute pression, bien que, avec une vanne à écoulement intégral, il y ait en principe une surface d'obturation plus grande à supporter. La vanne représentée dans la fig. 1 est destinée à fonctionner avec des pressions pouvant s'élever jusqu'à 11 kg,2/cm2 Si l'on 'ajoute des nervures supplémentaires faisant corps, la vanne peut résister à des pressions s'élevant jusqu'à 42 kg/cm2 sans qu'il faille augmenter l'épaisseur des organes.

Divers détails de construction peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences mécaniques.

REVENDICATIONS.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1. Vanne de retenue ou d'arrêt pour canalisations comprenant un corps annulaire divisé ménageant plusieurs canaux d'écoulement le traversant, ce corps comportant un anneau pourvu à chaque extrémité d'une face formant siège et apte à être enserré entre les brides d'accouplement voisines de la canalisation, cette vanne comprenant également une nervure s'étendant diamétralement en travers de son étendue et divisant son corps en deux sections, au moins un canal d'écoule- ment étant ménagé entre un coté de cette nervure et une moitié de cet anneau, et au moins un autre canal d'écoulement entre l'autre coté de cette neruvre et l'autre moitié de cet anneau, un siège d'application faisant le tour de la pé- riphérie interne d'une moitié de l'anneau et de la partie adjaoente de la.nervu- re,

un siège d'application faisant le tour de la périphérie interne de l'autre moitié de cet anneau et de la partie voisine de cette nervure, lesdits sièges étant disposés entre les extrémités de l'anneau et étant tous les deux orientés vers la même extrémité mais à quelque distance de celle-ci, deux organes obtura- teurs dont chacun affecte la forme d'un demi-disque, un système de montage de chacun de ces organes obturateurs en vue de lui permettre de pivoter autour d'un axe parallèle à cette nervure entre une position fermée dans laquelle l'organe obturateur porte contre un des sièges et une position ouverte dans laquelle l'or- <Desc/Clms Page number 5> gane obturateur ne porte pas complètement contre son siège,

l'espacement des siè- ges par rapport à l'une des extrémités de l'anneau du corps de la vanne étant au moins égal à l'épaisseur des demi-disques, de sorte que, quand la vanne est fer- mée, elle peut être dégagée de la canalisation par un simple mouvement imprimé à elle transversalement à celle-ci entre les brides d'accouplement.

2. Vanne suivant la revendication 1 caractérisée par au moins un or- gane de support placé de chaque côté de la nervure diamétrale selon un emplace- ment permettant son engagement contre l'organe obturateur voisin quand la vanne est fermée, lesdits organes de support s'étendant transversalement à l'anneau comme les cordes d'un cercle, les organes de support et la nervure étant moulés de manière à faire corps avec l'anneau du corps de la vanne.

3 Vanne suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle com- prend un organe d'étanchéité entre chaque'organe obturateur et son siège, le sys- tème de montage pivotant des organes obturateurs permettant une translation limi- tée de chacun de ces derniers par rapport à son siège quand il se trouve en posi- tion fermée, de telle sorte que la pression du fluide régnant dans la canalisa- tion et qui agit sur l'organe obturateur pour l'amener à sa position fermée sou- met l'organe d'étanchéité à une certaine compression.

4. Vanne suivant la revendication 3 caractérisée en ce que le sys- tème de montage pivotant des organes obturateurs comprend un arbre commun s'éten- dant diamétralement en travers de l'anneau du corps de la vanne et parallèlement à la nervure, des moyens étant prévus pour permettre un montage à pivotement de chaque organe obturateur sur cet arbre commun par rapport au côté diamétral du demi-disque formant l'organe obturateur, l'anneau du corps de la vanne présentant des douilles de réception des extrémités de cet arbre, ces extrémités ne traver- sant que partiellement les douilles, des tampons filetés amovibles obturant les extrémités externes de ces douilles.

5. Vanne suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le dia- mètre interne de l'anneau du corps de la vanne masure à l'une de ses extrémités est égal à celui qu'il mesure à son autre extrémité,, le diamètre interne de cet anneau étant plus grand dans le voisinage des sièges qu'aux extrémités dans une mesure suffisante pour que la somme des sections droites des canaux d'écoulement du fluide à travers les espaces limités par les sièges de la vanne soit au moins aussi grande que la section droite bornée par' la périphérie interne de chacune des extrémités de l'anneau du corps de la vanne, de sorte que l'écoulement s'o- pérant à travers la canalisation reliée à la vanne ayant le même diamètre inter- ne que les extrémités dudit anneau n'est pas étranglée par suite de son passage par les sections délimitées par les sièges.

6. Vanne suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le dia- mètre interne de l'anneau de son corps mesuré à une extrémité est égal à celui qui est mesuré à son autre extrémité, les organes obturateurs ayant des rayons plus petits que les extrémités de l'anneau de la vanne, le diamètre interne de cet anneau à proximité des sièges étant plus petit qu'à ses extrémités dans une mesure suffisante pour que les organes obturateurs se chevauchent et portent con- tre les sièges en position fermée.

7. Vanne suivant la revendication 1 caractérisée en ce que la péri- phérie externe de l'anneau formant son corps est cylindrique et mesure un diamè- tre inférieur au diamètre interne de la couronne de boulons d'assemblage des or- ganes d'accouplement entre lesquels la vanne doit être logée.