<Desc/Clms Page number 1>
Valve à noix sphérique à l'épreuve du feu.
Demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique nO 434248 du 14 octobre 1982 en faveur de P. C. WILLIAMS,
U. H. KOCH et T. J. FRANCIS.
La présente invention concerne le domaine des valves et, en particulier, des valves à noix sphérique résistant au feu ou à l'épreuve du feu.
L'expression"à l'épreuve du feu" utilisée dans le domaine des valves se rapporte à une valve qui
<Desc/Clms Page number 2>
satisfait à certaines conditions spécifiées lorsqu'elle est exposée à un incendie. Voir Arant, Fire-Safe Valves--An Overview, Proceedings, Thirty-Sixth Annual Symposium on Instrumentation for the Process Industries (Texas A M University, 1981). Malheureusement, des séries de conditions différentes ont été promulguées par diverses organisations et l'industrie des valves n'a pas encore admis une norme uniforme. En fait, selon une des normes (American Petroleum Institute 607), si une valve reste en substance étanche au fluide en position de fermeture à une température de corps d'au moins 593 C pendant au moins 10 minutes, elle peut être certifiée comme étant "à l'épreuve du feu".
Des valves qui présentent des caractéristiques de conception leur permettant de résister aux fuites lorsqu'elles sont exposées à un incendie, mais qui ne sont pas à même de respecter cette norme sont habituellement qualifiées de "résistant au feu".
L'invention s'applique en particulier à une valve à noix sphérique à l'épreuve du feu à sièges souples, nouvelle et perfectionnée, ainsi qu'aux sièges destinés à cette noix pour une valve du type comportant une noix sphérique dite"flottante"et sera décrite ciaprès avec référence, en particulier, à une telle valve. Cependant, il apparaîtra clairement aux yeux des spécialistes, que l'invention se prête à des applications plus larges et pourrait être adaptée à d'autres types et modèles de valves.
Des valves à noix sphérique utilisées dans l'industrie comprennent typiquement des sièges annulaires ou des anneaux de sièges en une matière plastique élastique et déformable comme du Téflon (une marque de fabrique déposée par E. I. du Pont de Nemours and Company) destinés à entrer en contact d'étanchéité avec la noix sphérique. Deux anneaux de sièges de ce genre
<Desc/Clms Page number 3>
sont placés près des ouvertures d'entrée et de sortie de la valve. La noix sphérique elle-même est montée de manière à pouvoir jouer légèrement ou se déplacer axialement par rapport aux sièges lorsque la valve est en position de fermeture et qu'elle est soumise à la pression du fluide.
Ce déplacement amène la noix sphérique à agir sur l'anneau de siège d'aval et à le déformer de manière à améliorer l'étanchéité de son contact avec la noix sphérique. Cette flexion varie en fonction de la pression de fluide impliquée.
Dans le cas d'un incendie, le siège annulaire souple d'une valve à noix sphérique du type à noix flottante classique est en substance endommagé par la chaleur de l'incendie au point que les fuites à travers la valve peuvent devenir inacceptables. D'une manière typique, en aval de la noix sphérique, la séquence de destruction du siège est telle que la matière plastique commence par se ramollir, puis flue ou s'extrude par la lumière de la valve. L'exposition à une chaleur excessive qui se poursuit entraîne finalement la carbonisation du siège et sa sublimation ou sa vaporisation. La destruction du siège en matière plastique permet à la noix sphérique de se déplacer davantage sous l'effet des conditions de pression du fluide jusqu'à ce qu'elle entre en contact avec un siège secondaire.
Un tel siège secondaire comprend typiquement une saillie du corps de valve en métal ou en matière ininflammable qui s'étend radialement vers l'intérieur, par exemple un épaulement de support pour le siège en matière plastique. Normalement, une telle surface n'est pas conçue spécialement pour un contact étanche très serré contre la noix sphérique et permet des fuites substantielles.
Une autre difficulté particulière se présente lorsque le siège en matière plastique n'est que partiellement détruit par un incendie. Par exemple,
<Desc/Clms Page number 4>
lorsqu'une valve est exposée à de la chaleur rayonnante d'un incendie d'un côté seulement ou à un incendie de faible intensité, seule la partie du siège de valve la plus proche de l'incendie peut se ramollir et s'extruder dans la lumière de la valve. La noix sphérique peut alors se déplacer sous l'effet de la pression du fluide vers la zone libérée par l'extrusion et, n'étant plus à même d'entrer en contact de manière uniforme avec le siège secondaire, elle démasque un trajet de fuite important.
En variante, la noix sphérique peut être empêchée'd'entrer en contact avec le siège secondaire par les parties non détruites du siège en matière plastique et peut démasquer de manière analogue des trajets de fuite importants. Dans ces deux situations, du fluide peut s'engouffrer dans les trajets de fuite et peut refroidir brusquement la valve. Le refroidissement brusque intervient pour empêcher toute détérioration supplémentaire du siège en dépit d'un incendie qui se poursuit et entretient typiquement une fuite massive à travers la valve.
Une difficulté supplémentaire mais fréquemment non reconnue, qui surgit pendant un incendie, est l'augmentation rapide de la pression du fluide à l'intervention du fluide chauffé qui est emprisonné entre les sièges d'entrée et de sortie autour de la noix sphérique. La chaleur de l'incendie peut chauffer et même vaporiser ce fluide dans le centre de la valve entre les sièges. L'incendie est fréquemment si intense que le fluide est si rapidement vaporisé qu'il ne peut pas s'échapper au-delà des sièges assez rapidement pour empêcher une augmentation de pression excessive dans la valve. Une telle augmentation de pression peut facilement dépasser la résistance nominale de la valve et faire céder les joints d'étanchéité au niveau du bourrage de la tige ainsi que les joints du corps ou
<Desc/Clms Page number 5>
briser le corps de valve lui-même.
Une autre difficulté pratique se présente lorsqu'un tuyau d'incendie est braqué sur une valve dans un circuit de liquide volatil qui a été chauffé par un incendie. L'effet de refroidissement rapide de l'eau du tuyau provoque une violente condensation de la vapeur chauffée dans la valve qui déloge la noix sphérique et détache les matières carbonisées, les déchets et les matières polluantes qui peuvent venir se loger entre la noix sphérique et sa surface d'étanchéité et créent ainsi des trajets de fuite supplémentaires.
Les sièges de valves à noix sphérique résistant au feu ou à l'épreuve du feu sont, en général, conçus en vue d'obtenir une valve dont l'étanchéité soit assurée à l'aide de matières de siège de valve classiques dans des conditions de manoeuvre normales et qui soit également étanche lorsqu'elle est exposée à un incendie. Diverses formes et divers types de sièges pour valves à noix sphérique ont, jusqu'à présent, été suggérés et utilisés dans l'industrie et ce, avec des succès divers. On a constaté que les défauts de la plupart des valves à noix sphérique à l'épreuve du feu ou résistant au feu connues sont tels que les valves elles-mêmes sont d'une utilité économique et pratique limitée.
Un type courant de valve à noix sphérique résistant au feu comprend un siège souple principal en une matière plastique telle que du Téflon et un siège secondaire en métal ou en une matière composite résistant aux températures élevées pour assurer l'étanchéité de la valve lors de la destruction du siège principal au cours d'un incendie. Le siège secondaire comprend typiquement une bague métallique ou une rondelle intercalée entre le siège principal en matière
<Desc/Clms Page number 6>
plastique souple et un épaulement de support du corps de valve. Cette construction souffre des difficultés résultant naturellement de n'importe quel type de joint d'étanchéité métal-métal.
Comme la noix sphérique dans une valve du type à noix sphérique flottante n'est jamais parfaitement sphérique et que le siège métallique secondaire n'est pas parfaitement circulaire, des fuites au niveau du joint d'étanchéité secondaire après destruction par incendie du joint d'étanchéité principal sont habituellement importantes, car la noix sphérique n'est pas en contact annulaire complet avec le siège métallique. Pour qu'un joint d'étanchéité métal-métal soit partout presque étanche dans une application à l'épreuve des incendies ou autre, il faut que les surfaces d'étanchéité soient ajustées l'une dans l'autre par rodage ou brunissage. Etant donné son coût très élevé, l'ajustement par rodage est un processus économiquement impossible à utiliser pour un fabricant de valves à noix sphérique à l'épreuve du feu ou résistant au feu.
De plus, un siège secondaire ajusté par rodage serait probablement abîmé par les risques et les conséquences d'un fonctionnement normal de la valve, par exemple par corrosion, piqûres, écaillage, érosion, etc., au point que, pendant un incendie ultérieur, les avantages de l'ajustement par rodage seraient perdus. Les valves à noix sphérique comprenant le siège métallique secondaire ou le siège composite résistant aux hautes températures souffrent également d'inconvénients dus à une détérioration partielle et à un refroidissement brusque du siège principal ainsi qu'à la présence de résidus carbonés et autres libres associés à un refroidissement rapide qui bloquent la valve.
Un perfectionnement du siège secondaire en métal simple qui a été suggéré consiste à ajouter un
<Desc/Clms Page number 7>
siège secondaire fait d'une matière résistant à la chaleur qui soit plus déformable et plus résiliente que du métal. Des anneaux en carbone ou en graphite ont par exemple été utilisés. Bien que ces types de sièges puissent assurer un fonctionnement amélioré lorsqu'ils sont neufs, on a constaté qu'ils sont particulièrement sujets à détérioration au cours d'un service normal.
Une usure normale due au cyclage de la valve, à une érosion pendant l'ouverture ou à une abrasion par des matières étrangères peut facilement endommager les matières du siège secondaire, car elles sont typiquement cassantes et peu résistantes, comparé à un siège en matière plastique normale. Cela étant, ces types de sièges comprennent habituellement encore une lèvre ou un rebord métallique à titre de siège final ou tertiaire pour limiter les fuites si le siège secondaire est endommagé. Une telle multiplicité de sièges augmente les dimensions, la complexité et le coût de la valve sans y ajouter un joint d'étanchéité redondant fiable.
Les facteurs d'usure et d'érosion ou d'autres matières étrangères qui pourraient détériorer un des sièges risquent de détériorer ou d'endommager tous les sièges, car ils sont tous également exposés pendant un service normal.
Une autre suggestion en vue d'obtenir une valve à l'épreuve du feu, consiste à garnir une valve classique de suffisamment de matière isolante pour isoler la valve pendant un laps de temps suffisant pour obtenir un comportement à l'épreuve du feu. Selon une autre suggestion, on place un arroseur près de la valve pour refroidir brusquement la valve pendant un incendie. Ces deux conceptions ne conviennent pas pour des raisons de coût pratiques, étant donné qu'elles impliquent des installations et un entretien onéreux. De plus, une valve isolée a l'inconvénient que l'on
<Desc/Clms Page number 8>
n'est pas certain que l'isolation ait été convenablement refixée ou réinstallée chaque fois que la valve a subi un entretien.
Il est, par conséquent, souhaitable de mettre au point une valve à noix sphérique à l'épreuve du feu et des sièges pour cette valve qui fonctionnent de manière satisfaisante dans des conditions de fonctionnement normales et d'assurer l'étanchéité de la valve dans une position de fermeture de cette valve lorsqu'elle est exposée à un incendie. Une telle conception doit de préférence éliminer la nécessité d'utiliser des arroseurs onéreux ou des garnitures isolantes pour protéger la valve.
L'invention envisage une construction nouvelle et perfectionnée qui évite toutes les difficultés indiquées plus haut ainsi que d'autres encore et fournisse une valve du type à noix sphérique flottante à l'épreuve du feu nouvelle et perfectionnée avec des sièges souples offrant un pouvoir d'étanchéité amélioré et résistant efficacement aux fuites lors d'une exposition à un incendie réaliste quelconque. L'invention vise, en outre, à être utile avec une large variété de types et de matières de sièges qui assurent efficacement l'étanchéité dans une large variété de conditions de fonctionnement normales.
En général, l'invention envisage une valve à noix sphérique à l'épreuve du feu, nouvelle et perfectionnée, et des sièges destinés à cette valve, un siège composite comprenant un anneau de siège en matière plastique souple principal et un siège secondaire en matière déformable résistant à la chaleur. Le siège secondaire intervient pour assurer l'étanchéité de la valve lors d'une destruction partielle et complète ou d'une détérioration de l'anneau de siège principal causée par un incendie ou une chaleur extrême analogue.
<Desc/Clms Page number 9>
Deux de ces sièges sont disposés de part et d'autre de la noix sphérique et sont sollicités continuellement vers la noix sphérique pour la maintenir convenablement en place dans un corps de valve et pour assurer l'étanchéité de la valve.
D'une manière plus spécifique, l'invention, est particulièrement utile dans une valve du type comportant un corps de valve présentant un passage central et une noix sphérique qui comprend une ouverture d'écoulement pour le fluide située dans le passage. La noix sphérique est montée de manière à tourner sélectivement entre la position d'ouverture et la position de fermeture de la valve afin de commander l'écoulement du fluide à travers la valve. Deux épaulements qui s'étendent radialement vers l'intérieur sont disposés circonférentiellement par rapport au passage de part et d'autre de la noix sphérique et en face de celle-ci. Le passage comprend deux contre-alésages disposés de part et d'autre de la noix sphérique, chaque contre-alésage comportant une paroi d'extrémité interne tournée vers un épaulement associé.
Deux sièges composites sont placés axialement dans le passage de part et d'autre de la noix sphérique afin de venir en contact étanche au fluide avec la noix sphérique.
Chacun des sièges comprend un anneau de renforcement, un siège principal comprenant un anneau de siège en matière plastique souple et un siège secondaire. L'anneau de renforcement présente une ouverture centrale et porte contre une paroi d'extrémité associée d'un des contre-alésages. L'anneau de siège souple est à même de fléchir par rotation d'une manière générale vers l'anneau de renforcement et depuis celui-ci et porte contre l'anneau de renforcement opposé à la paroi d'extrémité du contre-alésage. L'anneau de siège présente une ouverture centrale et une surface atta-
<Desc/Clms Page number 10>
quant la noix sphérique qui est tournée vers cette noix sphérique de manière à venir en contact étanche avec celle-ci. Le siège secondaire est intercalé entre l'anneau de siège et un épaulement associé.
Le siège secondaire comprend un anneau de siège secondaire résistant à la chaleur déformable qui comprend, de
EMI10.1
éférence, u e ee 1-1 préférence, une matière carbonée p laquelle, lorsque l'anneau de siège est endommagé par l'incendie, l'anneau de siège secondaire vient en contact avec la noix sphérique pour assurer l'étanchéité de la valve.
Suivant un autre aspect de l'invention, le siège secondaire comprend un ressort discoîde en combinaison avec une feuille de matière carbonée expansée. Le ressort discoîde a une configuration dans l'ensemble tronconique lorsqu'il est au repos. La feuille de matière carbonée expansée présente une extension radiale dans l'ensemble égale à celle du ressort discoîde et est intercalée au moins entre le ressort et l'anneau de siège en matière plastique souple principal. Le ressort discoïde sert à solliciter continuellement la feuille de parement en matière carbonée et l'anneau de siège souple vers la noix sphérique. Lorsque l'anneau de siège principal est endommagé par un incendie, la feuille de parement en matière carbonée vient en contact avec la noix sphérique pour assurer l'étanchéité au fluide.
Suivant encore un autre aspect de l'invention, le siège secondaire comprend deux feuilles de matière carbonée expansée. Les deux feuilles maintiennent le ressort discoïde en sandwich et ont, en général, la même extension radiale que celui-ci. Une première feuille est tournée vers la noix sphérique afin de venir en contact avec celle-ci lorsque l'anneau de siège souple principal est endommagé. Une seconde
<Desc/Clms Page number 11>
feuille est tournée vers un des deux épaulements s'étendant radialement vers l'intérieur en vue d'entrer en contact étanche avec l'épaulement lorsque l'anneau de siège principal est endommagé.
Suivant un autre aspect de l'invention, un anneau de barrage est inclus dans l'anneau de siège principal et est intercalée d'une manière générale entre l'anneau de siège principal et le siège secondaire.
Suivant un autre aspect de l'invention, la noix sphérique présente une seconde ouverture perpendiculaire à l'ouverture d'écoulement de fluide principale. La seconde ouverture est tournée vers l'entrée de la valve lorsque la noix se trouve dans la position de fermeture en vue de mettre le fluide contenu au centre de la valve en communication avec le fluide d'entrée.
L'invention a pour but principal de procurer une valve à noix sphérique à l'épreuve du feu nouvelle et perfectionnée et des sièges pour cette valve qui présentent des caractéristiques d'étanchéité au fluide améliorées lorsque la valve est exposée au feu ou à de la chaleur.
L'invention a également pour buts de procurer : une valve à noix sphérique et des sièges qui lui sont destinés permettant d'éviter des contacts d'étanchéité au fluide de métal sur métal ; une valve à noix sphérique qui maintienne l'étanchéité au fluide lors d'une destruction partielle ou complète par le feu d'un siège principal en matière plastique souple ; des sièges pour une valve à noix sphérique qui empêchent des parties extrudées de l'anneau de siège principal ou des matières carbonisées et de matières \
<Desc/Clms Page number 12>
polluantes de s'intercaler entre la noix sphérique et les surfaces de contact d'étanchéité de cette noix ; un siège secondaire qui fonctionne, lorsque la valve à noix sphérique est endommagée par le feu, indépendamment de la conception et du matériau de construction du siège principal ;
un siège secondaire qui ne se détériore pas dans le temps en service normal ; une valve à noix sphérique à l'épreuve du feu qui empêche l'accumulation de pressions élevées destructrices dans le corps de valve et dans les sièges lorsque la valve est exposée à des températures élevées ; des sièges pour une valve à noix sphérique comprenant un siège secondaire qui n'est pas soumis aux forces de détérioration et d'usure de l'écoulement de fluide associé à un service normal.
D'autres buts et avantages encore de l'invention ressortiront de la description suivante.
L'invention peut être réalisée physiquement au moyen de certaines pièces et de certains agencements de pièces dont une forme d'exécution préférée et plusieurs variantes seront décrites ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une valve à noix sphérique selon la forme d'exécution préférée de l'invention ; la Fig. 2 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'une partie du siège d'aval de la Fig. 1 juste avant l'assemblage de la valve, la noix sphérique étant supprimée pour plus de clarté ; la Fig. 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'une partie du siège d'aval de la Fig. 1, la valve étant toutefois dans une position de fermeture sous l'influence de pressions de fluide élevées ;
<Desc/Clms Page number 13>
la Fig. 4 est une vue en coupe semblable à la Fig. 3, la valve ayant toutefois été exposée à un incendie et à de la chaleur de sorte que l'anneau de siège en matière plastique souple a commencé à fluer vers l'extérieur à travers la lumière de la valve ; la Fig. 5 est une vue en coupe semblable à la Fig. 4 dans laquelle la noix sphérique est entrée en contact avec le siège secondaire ; la Fig. 6 est une vue en coupe semblable aux Fig. 4 et 5, le siège en matière plastique souple ayant été complètement détruit ; la Fig. 7 est une vue en substance en plan de la valve suivant la ligne 7-7 de la Fig. 1, une partie du corps de valve étant arrachée pour montrer un système de boulonnage perfectionné ;
la Fig. 8 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'un siège selon une variante de l'invention : la Fig. 9 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'encore une autre variante de l'invention ; la Fig. 10 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'un siège d'une valve à noix sphérique selon une autre variante de l'invention : la Fig. 11 est une vue en coupe, a plus grande échelle, d'encore une autre variante de siège suivant l'invention ;
la Fig. 12 est une vue en perspective, à plus grande échelle, du siège de la Fig. 10, après destruction partielle lors d'une exposition à un incendie, ce siège ayant été retiré du corps de valve pour simplifier le dessin, et la Fig. 13 est une vue en perspective, à plus grande échelle, du siège de la Fig. 1 après destruction partielle lors d'une exposition à un incendie, ce siège ayant été retiré du corps de valve pour simplifier le dessin.
<Desc/Clms Page number 14>
Les dessins illustrent la forme d'exécution préférée et plusieurs variantes de l'invention sans toutefois la limiter et la Fig. 1 illustre une valve à noix sphérique A comportant deux sièges opposés B disposés de part et d'autre d'une noix sphérique C du type flottant.
Plus particulièrement et comme le montrent les Fig. 1 et 7, la valve à noix sphérique A comprend un corps désigné d'une manière générale en 10 comportant une section médiane ou principale 12 et des tubulures d'extrémité opposées 14, 16. Des sièges B et une noix sphérique C sont montés dans la section principale 12 du corps et la noix sphérique peut être tournée sélectivement au moyen d'une tige à clef de manoeuvre désignée d'une manière générale en 18. La noix sphérique C comprend une première ouverture d'écoulement de fluide ou ouverture principale 15 qui s'étend diamétralement à travers la noix pour permettre au fluide de s'écouler de l'entrée vers la sortie lorsque la valve est en position d'ouverture.
Une seconde ouverture 17 est prévue dans la noix sphérique C perpendiculairement à l'ouverture d'écoulement principale 15 et est, en général, orientée vers l'entrée de la valve lorsque celle-ci est fermée afin de mettre le fluide et la pression de fluide présente au centre de la valve en communication avec le fluide d'admission de la valve.
Pratiquement tous les détails des parties de la valve représentée sur la Fig. 1, à l'exception des anneaux de sièges, peuvent être modifiés comme on le souhaite et/ou selon les nécessités pour s'adapter aux différents types ou modèles de valves à noix sphérique.
En général, cependant, et aux fins de la description de l'invention, le corps de valve comprend un passage central dans l'ensemble cylindrique ou une ouverture d'écoulement de fluide axiale 20 dont le
<Desc/Clms Page number 15>
diamètre n'est que légèrement supérieur à celui de la noix sphérique C. Chacune des tubulures d'extrémité 14, 16 est reliée de manière détachable à une section de corps médiane 12 par plusieurs boulons d'assemblage longitudinaux désignés d'une manière générale en 22, reçus dans des forures désignées en 24 dans les tubulures d'extrémité opposées 14,16 et se vissant dans la section principale 12 du corps (Fig. 7).
On a constaté que le fait d'utiliser plusieurs boulons d'assemblage 22 reçus dans la section principale 12 du corps est particulièrement avantageux dans le cas d'une valve à l'épreuve du feu pour éviter les difficultés dues à la déformation ou à la rupture de boulons d'assemblage plus longs qui peuvent survenir lorsque la valve a été chauffée au cours d'un incendie, puis rapidement refroidie par de l'eau débitée par un tuyau d'incendie ou un sprinkler. Pendant un incendie, les éléments métalliques de la valve se dilatent naturellement en s'échauffant. Lorsqu'un pompier braque un tuyau d'incendie sur une telle valve chauffée, la périphérie de la valve, y compris les boulons d'assemblage, se refroidit et se contracte plus rapidement que le corps de la valve.
Ce refroidissement et cette contraction rapides peuvent finalement entraîner la déformation ou la rupture des boulons d'assemblage 22. Lorsqu'on utilise plusieurs boulons d'assemblage calibrés plus courts, ces difficultés sont réduites au minimum. Les tubulures d'extrémité 14, 16 présentent aussi des pas de vis intérieurs 26,28 ou tout autre moyen approprié pour permettre le raccordement de la valve à une conduite ou un circuit de fluide associé.
La tige à clef de manoeuvre 18 représentée comprend une tige 30 comportant une extrémité inférieure 32 d'une forme telle que représentée afin de coulisser dans une fente ou une rainure 34 prévue dans
<Desc/Clms Page number 16>
l'extrémité supérieure de la noix sphérique C. Cet agencement permet de faire tourner la noix sphérique entre une position d'ouverture et une position de fermeture de la valve et lui offre une certaine liberté de mouvement grâce à laquelle elle peut se déplacer axialement dans le passage 20 du corps de valve lorsque la valve se trouve dans sa position de fermeture et que la pression de fluide agit sur la noix sphérique.
La tige 30 s'étend vers l'extérieur à travers une ouverture 36 de la section de corps médiane 12. Des bagues d'étanchéité 38,40, 42 convenant pour des températures élevées sont placées dans l'ouverture 36 et attaquent de manière étanche l'ouverture et la tige 30. Comme indiqué aux dessins, la bague d'étanchéité inférieure 42 repose sur une bride intérieure 44 formée dans l'ouverture 36. Une rondelle de butée 46 convenant pour des températures élevées est placée en dessous de la bride 44 et est serrée contre celle-ci par un épaulement ou un collet extérieur 48 formé à la base de la tige 30. La tige est maintenue en place par un presse-étoupe 50 et un écrou de serrage de presse- étoupe 52.
Comme le montre la Fig. 1, le serrage de l'écrou de presse-étoupe 52 exerce une force de compression sur les bagues d'étanchéité 38,40, 42 qui se dilatent radialement en un joint étanche au fluide autour de la tige.
Bien qu'il soit possible d'actionner la tige de valve au moyen de nombreux types d'actionneurs différents, tant manuels, mécaniques, qu'automatiques, une clef 54 est représentée aux dessins. Cette clef est fixée de manière détachable à la tige 30 par un écrou 56 qui serre la clef sur la face supérieure de l'écrou de presse-étoupe 52. Un méplat coopérant 58 est avantageusement formé sur la surface extérieure de la tige en vue d'être associé à un méplat (non représenté) dans
<Desc/Clms Page number 17>
l'ouverture de la clef pour positionner convenablement la clef sur la tige. Cependant, la position de la clef et, à son tour, la position de la noix sphérique C sont limitées par des arrêts suspendus 62,64 supportés par la clef 54.
Ces arrêts attaquent des surfaces adéquates sur la section de corps médiane 12 et forment des butées fixes pour la valve dans ses positions d'ouverture et de fermeture complètes.
Comme indiqué également avec référence à la Fig. 1, le système de sièges pour noix sphérique utilisé dans la présente invention comprend deux anneaux de sièges B disposés de part et d'autre de la noix sphérique C. Comme indiqué aux dessins, les anneaux de sièges sont retenus en place par serrage de part et d'autre de la noix sphérique près des extrémités opposées du passage 20 de la section de corps principale. Les anneaux de sièges sont placés en substance à égale distance de l'axe de rotation de la noix sphérique et sur des côtés diamétralement opposés de cet axe et comprennent des ouvertures centrales 66, 68.
Bien que les anneaux de sièges puissent être maintenus en place par de nombreux moyens différents, dans la forme d'exécution préférée, ils sont positionnés par des épaulements 70,72 définis par des faces d'about 74,76 des tubulures d'extrémité 14,16 respectivement. La limite vers l'intérieur du déplacement des anneaux de sièges est définie par deux épaulements 78,80 qui sont formés par les parois d'extrémité internes de contre-alésages s'étendant vers l'intérieur du passage 20 du corps de valve.
De plus, un joint d'étanchéité est formé entre la section de corps médiane 12 et les tubulures d'extrémité 14, 16 au moyen d'anneaux toriques 82, 84 qui sont reçus dans des seconds contre-alésages 86 88 respectivement. Chaque anneau d'étanchéité est disposé
<Desc/Clms Page number 18>
autour de la circonférence externe ou de la surface périphérique externe d'une partie de l'anneau de siège B associé.
Les anneaux d'étanchéité sont de préférence faits d'une matière déformable, élastique, résistant à la chaleur et thermiquement stable, par exemple un matériau composite comprenant une matière carbonée expansée et un treillis métallique afin d'éviter les problèmes de sublimation et de carbonisation qui peuvent se produire, par exemple, lorsqu'un tel anneau d'étanchéité torique en matière thermoplastique de type classique est exposé à un incendie ou à des températures élevées. Dans la construction préférée, du Grafoil (une marque de fabrique déposée par la Société Union Carbide Corporation) a été avantageusement utilisé comme matière déformable et résistant à la chaleur. Cependant, on comprendra que d'autres matières comme l'amiante ou des matériaux composites céramiques pourraient aussi être utilisées.
A mesure que la section principale 12 du corps de la valve et les tubulures d'extrémité opposées 14, 16 se dilatent et se contractent lors d'un chauffage et d'un refroidissement après l'incendie, les anneaux d'étanchéité 82 et 84 continuent à maintenir un joint d'étanchéité satisfaisant entre la section médiane du corps et les tubulures d'extrémité.
Les détails de structure de la valve à noix
EMI18.1
1 f P sphérique A décrite plus haut sont donnés avec réfé- rence à la construction préférée de la valve. Il est clair pour les spécialistes que des modifications peuvent cependant facilement être apportées à cette valve pour lui permettre de satisfaire à des exigences et/ou à des besoins particuliers. Ces modifications ne paraissent pas affecter le cadre global de l'invention, comme décrit plus en détail ci-après.
Les détails spécifiques des sièges B consti-
<Desc/Clms Page number 19>
tuant la forme d'exécution préférée de l'invention seront décrits ci-après avec référence aux Fig. 2 à 6 et 13. La Fig. 2 est une vue en coupe du siège d'aval disposé près de la tubulure d'extrémité 14 avant l'assemblage de la valve. La noix sphérique C a été supprimée pour faciliter la compréhension et l'appréciation de la construction du siège. La Fig. 3 est une vue du siège de la Fig. 2 lors de l'assemblage de la valve, la valve étant en position de fermeture et étant soumise à l'influence d'une pression de circuit de fluide élevée. Les Fig. 4,5 et 6 illustrent le siège B à des stades successifs après que la valve ait été exposée à un incendie.
La Fig. 4 illustre un anneau de siège principal en matière plastique souple qui a commencé à fluer sous l'effet de la chaleur et à s'extruder au-dehors par la lumière de la valve. La Fig. 5 illustre la valve lorsque la noix sphérique est entrée en contact avec le siège secondaire. La Fig. 6 illustre la valve après que l'anneau de siège principal en matière plastique souple ait été complètement détruit et extrudé ou vaporisé hors du corps de valve.
La Fig. 13 illustre le siège B après destruction partielle, par exemple lorsque la valve est exposée à un incendie ou à de la chaleur rayonnante d'un côté seulement. Les lignes 3-3,4-4, 5-5 et 6-6 de la Fig. 13 correspondent aux vues en coupe du siège B respectivement sur les Fig. 3,4, 5 et 6.
Comme le montre en particulier les Fig. 2 et 3, les sièges B sont de préférence formés de trois éléments, à savoir un anneau de renforcement ou de support 100, un siège principal 102 comprenant un anneau de siège en matière plastique souple et un siège secondaire 104 comprenant un anneau de siège déformable qui ne flue pas sous l'effet de la chaleur. Quoiqu'une partie seulement d'un siège soit représentée dans ces
<Desc/Clms Page number 20>
figures, on comprendra que l'autre siège est identique au premier à moins de spécifications différentes. L'anneau de renforcement 100 présente une configuration annulaire comprenant une ouverture centrale et est fait d'une matière rigide telle que de l'acier ou un autre métal approprié.
Une première surface circonférentiellement continue ou face d'extrémité 106 de l'anneau est tournée vers l'épaulement 70 associé de la tubulure d'extrémité 14. Une seconde surface continue 108 est tournée vers la paroi d'extrémité de contre-alésage ou épaulement 78 du passage 20 de la section de corps principale pour établir positivement une position antérieure ou position finale pour l'anneau de renforcement. Une troisième surface continue 110 est tournée de manière générale vers la noix sphérique, mais est dimensionnée de manière à en être espacée pour empêcher tout contact ou tout frottement contre cette noix et pour éviter toute déformation et tout déplacement de l'anneau de siège principal 102 associé entre la troisième surface 110 de l'anneau de renforcement et la noix sphérique.
La circonférence externe ou la surface périphérique 112 de l'anneau 100 est disposée tout contre la paroi latérale du passage 20. La surface externe 112 et la seconde surface 108 peuvent, en variante, présenter une bride ou un ressaut conformé et dimensionné de manière à attaquer l'épaulement 78 en vue de prolonger davantage des parties d'anneau de support 100 axialement vers l'intérieur du passage 20 là où les dimensions globales de la valve peuvent l'exiger. Cependant, dans la forme d'exécution représentée aux dessins, une telle bride supplémentaire est supprimée pour éviter des opérations d'usinage supplémentaires.
Les Fig. 2 et 3 montrent que le siège principal 102 comprend aussi un organe annulaire traversé
<Desc/Clms Page number 21>
par une ouverture centrale 118 dont les dimensions sont inférieures à celles de l'ouverture centrale de l'anneau de renforcement 100. Le siège principal comprend de préférence un anneau de siège en matière plastique souple et peut fléchir d'une manière générale vers l'anneau de renforcement 100 et depuis celui-ci.
L'anneau de siège 102 est conformé de manière à agir par une élasticité mécanique du genre ressort sur la noix sphérique. Une première surface 120 est, d'une manière générale, orientée vers l'épaulement 70 associé de la tubulure d'extrémité 14. La seconde surface 122 de l'anneau de siège est tournée vers l'anneau de renforcement 100, est en contact d'appui avec la première surface 106 de l'anneau de renforcement et est supportée contre celle-ci. La troisième surface de l'anneau de siège ou la surface de contact avec la noix sphérique 124 est orientée d'une manière générale vers la noix sphérique C en vue d'entrer en contact étanche au fluide avec celle-ci. Une bride ou une lèvre 126 s'étend axialement vers l'extérieur de la première surface 120 de l'anneau de siège au niveau de la surface périphérique extérieure 128.
La lèvre 126 est de préférence continue autour de l'anneau de siège et est placée de telle façon que sa surface interne radiale corresponde de manière générale au diamètre extérieur du siège secondaire 104. La bride ou lèvre 126 est, en outre, biseautée au niveau de sa surface radiale externe et est légèrement arrondie au-dessus des bords radiaux extérieurs du siège secondaire de la manière représentée aux dessins. Bien que cela ne soit pas nécessaire, ce montage maintient avantageusement les sièges primaire et secondaire groupés sous la forme d'un sous-ensemble. L'anneau de siège 102 est de préférence fait d'une matière plastique élastique souple comme du Téflon, du polyéthylène ou une matière
<Desc/Clms Page number 22>
analogue.
On comprendra sans difficulté qu'une large gamme d'autres types de matières, comme des résines d'acétal et des résines analogues ou même des métaux doux et des matières composites céramiques, pourrait cependant aussi être utilisée de manière avantageuse.
La matière particulière choisie dépend, dans une certaine mesure, des conditions de travail normales auxquelles la valve est soumise.
Un anneau de barrage 130 est de préférence incorporé dans l'anneau de siège principal 102. Cet anneau est de préférence reçu dans un affouillement annulaire ou une gorge 132 de l'anneau de siège 102 isolé du passage d'écoulement de fluide de la valve.
Cependant, conformément à l'invention, l'anneau de barrage 130 pourrait être complètement encastré dans l'anneau de siège 102 ou, en variante, être situé complètement au-dehors de l'anneau de siège, par exemple en tant que lèvre axiale du siège secondaire 104 qui s'étend vers la noix sphérique au niveau du diamètre intérieur de l'anneau de siège principal 102.
L'anneau de barrage 130 est cependant disposé de préférence d'une manière générale dans le sens radial au milieu de l'anneau de siège 102 entre le siège secondaire 104 associé et la noix sphérique C. Dans cet emplacement préféré, l'anneau de barrage 130 est protégé contre une exposition aux mêmes risques d'usure et de détérioration que ceux qui affectent le siège principal souple 102 en service normal. L'anneau de barrage est fait d'une matière thermiquement stable ne fluant pas à chaud, de préférence un matériau composite fait de Grafoil et de treillis semblable à celui des anneaux d'étanchéité 82,84 ; cependant, on peut avantageusement utiliser simplement du Grafoil, un treillis métallique, une matière céramique ou même du métal.
Le siège secondaire 104 comprend un sous-
<Desc/Clms Page number 23>
ensemble comprenant un ressort discoïde tronconique
EMI23.1
central 134 pris en sandwich entre une première feuille e de parement annulaire 136 tournée vers l'épaulement 70 associé et une seconde feuille de parement annulaire 138 tournée vers le siège principal 102.
Les feuilles de parement 136,138 sont de préférence faites de Grafoil et leur extension radiale est, en général, égale à celle du ressort discoîde 134 ; cependant, suivant l'invention, les feuilles de parement 136, 138 peuvent ne s'étendre que sur une partie du ressort discoîde, par exemple, la première feuille de parement 136 peut ne s'étendre que sur une partie du ressort discoïde 134 proche du diamètre extérieur du ressort discoîde et la seconde feuille de parement 138 peut s'étendre sur la partie proche du diamètre intérieur du ressort 134. Cette dernière forme d'exécution peut être particulièrement économique et avantageuse dans des valves à noix sphérique de grandes dimensions.
On a, en outre, constaté qu'il est avantageux que la face 74 de l'épaulement de support 70 soit moletée ou rainurée pour assurer un meilleur agrippage de la feuille de parement 136 du ressort discolde.
Lorsque la valve est exposée à un incendie, cet agrippage amélioré empêche tout glissement, fluage ou extrusion de la feuille de parement et du ressort discolde. Il est possible qu'aux températures élevées, le Grafoil devienne quelque peu fluable. La face moletée ou rainurée empêche cette action et facilite l'obtention du joint étanche au fluide.
Le diamètre au niveau de l'extrémité externe du siège secondaire 104 est tel que le siège peut être reçu dans la cavité cylindrique délimitée par la paroi interne de la bride axiale 126 de l'anneau de siège et par la première surface 120 de l'anneau de siège. Le diamètre intérieur du siège secondaire est légèrement
<Desc/Clms Page number 24>
supérieur au diamètre de l'ouverture centrale 118 de l'anneau de siège 102 afin de protéger en substance le siège secondaire contre un contact en service normal avec la noix sphérique et contre les risques de détérioration et d'usure associés du système.
Le ressort discoîde 134 est choisi de telle sorte que sa force soit suffisante, sous une flexion partielle, pour solliciter l'anneau de siège 102 de manière continue vers la noix sphérique. Le ressort doit aussi pouvoir être amené vers un état aplati afin d'admettre le déplacement de la noix sphérique et son engagement avec la troisième surface 124 de l'anneau de siège pendant des conditions de service normales. Comme le montre en particulier la Fig. 3, un joint étanche au fluide est établi par le confinement étroit de l'anneau de siège principal 102 entre la noix sphérique C, l'anneau de support 100, le corps principal 12 de la valve et l'épaulement 70 de la tubulure d'extrémité.
Pendant des conditions de fonctionnement normales, le siège secondaire 104 sert principalement à solliciter et à maintenir l'anneau de siège principal 102 sans remplir de fonction d'étanchéité secondaires.
Comme le montrent les Fig. 1, 2 et 3 et au moment de l'assemblage de la valve, chaque siège B est déplacé de telle façon que chaque anneau de siège principal 102 fléchisse légèrement par rotation dans un sens s'écartant de l'autre d'une manière générale autour de sa périphérie externe et contre le siège secondaire 104 en réaction à un engagement entre la surface de contact 124 de l'anneau de siège et la noix sphérique C. Cette action comprime légèrement le ressort discoïde 134 associé vers un état aplati. Outre qu'elle positionne la noix sphérique, cette flexion du ressort assure qu'une force d'étanchéité soit exercée entre les deux anneaux de sièges et la noix sphérique
<Desc/Clms Page number 25>
au niveau de la surface de contact 124 avec la noix sphérique même si la pression du circuit est très basse.
L'évent secondaire 17 dans la noix sphérique C est orienté vers l'entrée lorsque la valve se trouve dans une position de fermeture et garantit que le siège d'entrée n'assure pas l'étanchéité. Tout fluide présent au centre de la valve est libre de se dilater lors d'un chauffage ou de se vaporiser et de s'échapper par l'évent 17 sans augmenter la pression dans la valve.
On expliquera le fonctionnement de la forme d'exécution préférée décrite plus haut d'une manière spécifique, lors d'une destruction du siège principal par le feu, avec référence aux Fig. 4,5, 6, 12 et 13.
La Fig. 4 illustre l'anneau de siège en matière plastique souple 102 qui est chauffé jusqu'à un état plus fluide et qui, à son tour, flue ou est extrudé par l'ouverture centrale 66 du siège secondaire 104 sous l'effet des forces exercées par la pression de fluide dans la valve. A la suite du ramollissement de l'anneau de siège 102, le ressort discoïde 134 du siège secondaire 104 fléchit afin de maintenir un joint étanche au fluide contre la noix sphérique C et contre la face d'extrémité 74 de l'épaulement 70.
Comme le montre en particulier la Fig. 5, la noix sphérique C s'est déplacée axialement vers l'aval dans la valve 1 afin de comprimer le siège secondaire 104 et de venir en contact avec l'anneau de barrage 130. La seconde feuille de parement 138 qui est prise en sandwich entre le ressort discoîde 134 et l'anneau de siège 102 vient en contact avec la noix sphérique C par sa partie radialement interne pour établir un joint étanche au fluide. Etant donné que la seconde feuille de parement 138 est de préférence faite d'une matière déformable résistant à la chaleur comme du Grafoil, la feuille épouse la surface de contact de la noix sphé-
<Desc/Clms Page number 26>
rique C et évite ainsi les difficultés des valves à noix sphérique à l'épreuve du feu de type connu qui comprennent des joints d'étanchéité secondaires du type métal sur métal.
De même, la première feuille de parement 136 du siège secondaire 104 attaque l'épaulement de support 70 au niveau de la paroi d'extrémité 74 de l'épaulement par sa partie radialement externe en vue d'établir un joint étanche au fluide. La nature déformable de la feuille 136 lui permet d'épouser les irrégularités de la surface 74 et le bord radial extérieur du ressort discoîde 134.
Suivant l'invention, il est prévu d'utiliser un siège secondaire 104 dépourvu d'une première ou d'une seconde feuille de parement 136, 138 parce qu'on a constaté que le ressort discoïde 134, grâce à son élasticité circonférentielle, forme un joint d'étanchéité métal sur métal appréciable avec la noix sphérique C, évitant ainsi les difficultés dues au fait que la noix sphérique n'est pas parfaitement sphérique ni adaptée par rodage au siège secondaire.
Le ressort discoîde 134 du siège secondaire possède une élasticité circonférentielle ainsi qu'une élasticité axiale et, lorsque l'anneau de siège 102 se ramollit, le siège secondaire fléchit afin de maintenir un joint étanche au fluide entre la noix sphérique C et la face d'extrémité 74 de l'épaulement 70. Par l'expression élasticité circonférentielle, on entend l'aptitude du siège secondaire à fléchir axialement davantage dans un segment que dans un autre.
Etant donné que la noix sphérique C n'est pas parfaitement sphérique et que l'ouverture centrale 66 du ressort discoïde 134 n'est pas parfaitement ronde, la noix sphérique et le ressort n'entrent en contact qu'en quelques endroits surélevés. L'élasticité circonférentielle du ressort discoîde 134 lui permet de
<Desc/Clms Page number 27>
fléchir au niveau de ces endroits surélevés de telle sorte que la noix sphérique soit essentiellement en contact continu avec le bord radial intérieur du ressort discoîde 134. De plus, le bord radial extérieur du ressort discoîde 134 ne vient en contact avec la face d'extrémité 74 qu'en quelques points surélevés.
L'élasticité circonférentielle du ressort discoïde 134 lui permet à nouveau de fléchir dans des mesures variables autour de son périmètre et ainsi d'établir une ligne de contact essentiellement continue entre son bord radial extérieur et la face d'extrémité 74 de l'épaulement 70. L'élasticité circonférentielle du ressort discoîde 134 compense donc les défauts de rondeur des bords radiaux intérieur et extérieur du ressort discoïde 134, les défauts de sphéricité de la noix sphérique C et les écarts de planéité de la face d'extrémité 74 de l'épaulement 70.
L'anneau de barrage 130 se comporte comme un "barrage"ou une digue pour empêcher une extrusion excessive du siège en matière plastique ramolli 102 entre la noix sphérique C et le siège secondaire 104 dans la lumière de la valve. En pratique, on ne peut pas toujours s'attendre à ce qu'un incendie chauffe uniformément la surface d'une valve à l'épreuve du feu, en particulier lorsque le feu est un feu rayonnant situé près de la valve et qu'il chauffe le côté le plus proche de la valve mais non le côté opposé. Ainsi, au cours d'un incendie, on peut raisonnablement prédire que l'anneau de siège 102 en matière plastique se ramollira probablement en un premier endroit seulement de son périmètre circulaire avant de se ramollir en d'autres endroits.
Sans l'anneau de barrage 130, la première partie peut s'extruder de manière excessive dans la lumière de la valve sous l'effet de la pression du circuit qui permet à la noix sphérique C de se
<Desc/Clms Page number 28>
déplacer radialement ou latéralement dans une direction perpendiculaire à l'accès à la lumière de la valve. Par conséquent, lorsque la noix sphérique C se déplace vers l'aval à travers la matière plastique qui se ramollit jusqu'à entrer en contact avec le siège secondaire 104, elle peut se déplacer trop loin d'un côté et peut venir en contact avec le siège secondaire 104 de manière inégale, laissant de grands interstices et des trajets de fuite dans lesquels la matière plastique qui fond et les fluides du circuit peuvent s'échapper.
On a remarqué que ces trajets de fuite et ces interstices se présentent en des endroits espacés d'une manière
EMI28.1
générale de 90 du vecteur de direction du déplacement radial. Le point situé à 180 du vecteur de déplacement radial maintient un joint étanche au fluide par contact avec le reste du siège principal en matière plastique 102. L'expulsion des fluides du circuit peut alors refroidir brusquement le siège en matière plastique 102, empêchant toute fusion supplémentaire. Une fuite importante ainsi produite peut donc rester une fuite importante quelle que soit l'intensité supplémentaire de l'incendie qui est appliquée à la valve de l'épreuve du feu.
Un mécanisme supplémentaire de destruction partielle du siège est illustré sur la Fig. 12. Un siège qui ne comprend pas d'anneau de barrage est représenté et a été exposé à un incendie qui n'a entraîné l'extrusion dans la lumière de la valve que d'une partie 141 seulement de ce siège. Un trajet de fuite important 143 s'est formé par suite de l'impossibilité pour la noix sphérique de venir en contact avec le siège secondaire 104. La noix sphérique C est empêchée de se déplacer radialement ou axialement dans la partie extrudée par la partie restante ou subsistante de l'anneau de siège principal 102 en matière
<Desc/Clms Page number 29>
plastique.
L'effet de refroidissement de la fuite qui s'échappe par le trajet 143 refroidit l'anneau de siège principal en matière plastique et empêche toute destruction ou toute extrusion supplémentaire en dépit de l'intensité variable du feu.
Cependant, comme le montre la Fig. 5, l'anneau de barrage 130 confine le fluage de la matière plastique souple qui fond quelle que soit la partie de la matière plastique du périmètre du siège qui se ramollisse en premier lieu. L'anneau de barrage 130 est placé dans l'anneau de siège 102 de telle sorte que seule une partie annulaire étroite 144 puisse s'extruder dans la lumière de la valve. la partie substantielle 146 de l'anneau de siège 102 est empêchée de s'écouler par extrusion par l'anneau de barrage 130. La partie relativement petite 144 qui peut s'extruder ne contient que peu de substance et, lors de son extrusion, la zone de décalage associée dans laquelle la noix sphérique C peut alors se déplacer est insuffisante pour permettre la formation d'un trajet de fuite.
Il est aussi préférable que l'anneau de barrage 130 soit placé dans l'anneau de siège 102 de telle façon que la noix sphérique C vienne en contact avec l'anneau de barrage 130 au moment du contact avec le siège secondaire 104. L'anneau de barrage 130 peut donc également contribuer à établir un joint d'étanchéité secondaire lors de la destruction du siège principal 102.
Comme le montre la Fig. 6, le siège principal 102 a été complètement détruit au point que la partie substantielle 146 (Fig. 5) de l'anneau de siège en matière plastique souple a été sublimée ou vaporisée à travers la lumière de la valve. Un joint étanche au fluide subsiste alors entre la noix sphérique C et le siège secondaire 104, car la noix sphérique reste en
<Desc/Clms Page number 30>
contact avec la partie radialement interne de la seconde feuille de parement 138 qui se déforme suivant la surface de la noix sphérique. La première feuille de parement 136 attaque d'une manière analogue la paroi d'extrémité d'épaulement 74 pour maintenir le joint étanche au fluide entre le siège secondaire 104 et l'épaulement 70.
De plus, il est avantageux que l'anneau de barrage 130 soit calibré de manière à attaquer la noix sphérique lors de la destruction du siège principal et lors du déplacement vers l'aval associé de la noix sphérique. Ce contact facilite la formation d'un autre joint étanche au fluide.
Comme le montre en particulier la Fig. 13, on peut voir suivant la ligne 6-6 que la noix sphérique est entrée en contact avec l'anneau de barrage 130 après la destruction du siège principal et est aussi entrée en contact avec le siège secondaire pour maintenir un joint étanche au fluide (Fig. 6). Suivant la ligne 5-5, l'extrusion de la partie substantielle du siège principal est bloquée par l'anneau de barrage 130 pour empêcher la formation du trajet de fuite sur la Fig. 12.
Une variante de l'invention est illustrée en particulier sur la Fig. 8. Pour faciliter la représentation et l'appréciation de cette variante, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes chiffres de référence affectés d'un suffixe prime (') et les nouveaux éléments sont désignés par de nouveaux chiffres de référence. Le siège secondaire 104'comprend un disque d'une pièce 150 en matière déformable résistant à la chaleur comme du Grafoil ou un matériau composite en Grafoil et en treillis métallique. Lors d'une détérioration par le feu du siège principal 102', la noix sphérique C'peut se déplacer axialement vers l'aval en réaction à la pression du fluide afin d'atta-
<Desc/Clms Page number 31>
quer la partie d'extrémité radialement interne d'un siège secondaire 104'pour établir un joint étanche au fluide.
De plus, la paroi 74'qui est de préférence moletée attaque la face d'extrémité 152 du siège secondaire pour établir un joint étanche au fluide entre le siège secondaire et l'épaulement de support 70'. Le siège secondaire 104'peut ainsi épouser la surface de contact de la noix sphérique C'et de la paroi 74'.
Une autre variante encore de l'invention est illustrée sur la Fig. 9 dans laquelle des éléments semblables sont désignés par les mêmes chiffres de référence affectés d'un suffixe seconde ("). Le siège secondaire 104"comprend un ressort discoîde 134"et une feuille de parement 156 en une matière déformable résistant à la chaleur comme du Grafoil ou un matériau composite en Grafoil et en treillis métallique. Lors de la destruction du siège principal 102"dans un incendie, la noix sphérique dans une position de fermeture s'avance sous la pression du circuit contre le siège secondaire 104"et fait dévier la feuille de parement 156 au niveau de sa partie radialement interne pour former un joint étanche au fluide. De plus, à mesure que l'incendie progresse, le ressort discoîde 134" subit un recuit.
Le ressort discoïde qui se ramollit, déformé par la noix sphérique sous pression, épouse ainsi plus facilement la surface 74"de l'épaulement de support 70"et établit un joint d'étanchéité métal sur métal amélioré derrière le ressort. Une autre forme d'exécution encore de l'invention semblable à cette forme d'exécution consiste à utiliser une seule feuille de parement sur la surface du ressort discoîde tournée vers l'épaulement de support. Une telle construction implique un joint d'étanchéité secondaire métal sur métal avec la noix sphérique et un joint d'étanchéité
<Desc/Clms Page number 32>
entre une feuille de parement et un épaulement. Il est préférable d'utiliser un épaulement moleté pour le contact avec la feuille de parement.
La Fig. 10 illustre une autre variante de l'invention dans laquelle les mêmes éléments sont désignés par les mêmes chiffres de référence affectés par un suffixe tierce ('''). Cette forme d'exécution de l'invention comprend un siège comprenant un anneau de support 100''', un siège principal ou anneau de siège 102''', un siège secondaire 104'''comprenant un ressort discoîde 134''', une première feuille de parement 136'''et une seconde feuille de parement 138'''. Les feuilles de parement 136''', 138'''sont fabriquées en Grafoil ou en une autre matière déformable résistant à la chaleur. Un anneau de barrage n'est pas prévu.
Lors de la destruction de l'anneau de siège 102'''au cours d'un incendie, la noix sphérique se déplace axialement vers l'aval et établit un joint étanche au fluide au niveau de la seconde feuille de parement l38'". La première feuille de parement 136''' vient en contact avec la paroi d'extrémité moletée l34'" de l'épaulement de support 70'''afin de maintenir le joint d'étanchéité.
Finalement, la Fig. 11 concerne encore une autre variante de l'invention dans laquelle les mêmes éléments sont à nouveau désignés par les mêmes chiffres de référence affectés d'un autre suffixe. Le siège secondaire 104''''peut comprendre un seul ressort discoîde, un disque déformable ne fluant pas sous l'effet de la chaleur, fait d'une matière telle que du Grafoil ou un matériau composite en treillis et en Grafoil, ou une combinaison d'un ressort discoïde et d'une feuille de parement en Grafoil semblable au siège secondaire 104"représenté sur la Fig. 9.
Un anneau de barrage 130'''', de préférence fait d'un matériau
<Desc/Clms Page number 33>
composite en Grafoil et en treillis est prévu dans le siège principal 102''''en vue de venir en contact avec la noix sphérique lors d'une destruction partielle ou totale du siège principal et de bloquer l'extrusion de la partie substantielle 146''''de l'anneau de siège 102''''.
D'autres modifications qui ne sont pas représentées de manière spécifique dans les dessins peuvent être facilement incorporées aux anneaux de sièges B sans sortir de quelle que façon que ce soit du cadre général de l'invention. Il peut être, par exemple, souhaitable de modifier légèrement les caractéristiques dimensionnelles relatives entre les sièges principaux, les anneaux de renforcement et les sièges secondaires en vue de les adapter à des exigences opérationnelles particulières.
L'invention a été décrite avec référence à une forme d'exécution préférée et à plusieurs variantes.
Bien entendu, elle n'est pas limitée aux détails d'exécution décrits auxquels de nombreux changements et modifications peuvent être apportés sans sortir de son cadre.