Vanne à section de passage annulaire. Avec les vannes à section de passage annulaire de construction connue, par exemple les vannes autoclaves, du type coudé dans lequel l'obturateur est actionné par un servomoteur disposé à l'extérieur de la vanne ou du type rectiligne dans lequel l'obtura teur est actionné par un servomoteur disposé à l'intérieur de la vanne, la révision des sièges en cas d'usure nécessite soit la vidange de la conduite amont, ce qui, dans le cas où cette conduite alimente une installation com portant plusieurs vannes, a pour effet d'im mobiliser toute l'installation, soit la présence à l'amont de chaque vanne d'une vanne d'isolement, ce qui a naturellement pour effet d'augmenter les frais d'installation.
La présente invention a pour objet une vanne à section de passage annulaire et dont le corps de vanne et l'obturateur présentent chacun un siège annulaire coopérant l'un avec l'autre afin d'assurer l'étanchéité en service normal.
Cette vanne tend à obvier aux inconvénients cités par le fait qu'elle présente un jeu de sièges auxiliaires, disposés à l'amont desdits sièges annulaires apparte nant au corps de vanne et à l'obturateur, et un dispositif de commande permettant d'ame ner lesdits sièges auxiliaires en contact l'un avec l'autre, de sorte que l'étanchéité est alors assurée par lesdits sièges auxiliaires, tandis que les sièges de service normal sont déchargés de la pression du fluide, de façon à les rendre accessibles et démontables à l'abri des sièges auxiliaires après sortie d'un tuyau dit de démontage prévu à l'aval de la vanne.
Les quatre figures du dessin annexé mon trent schématiquement à titre d'exemple, en coupe axiale et en position fermée, diffé rentes formes d'exécution de la vanne faisant l'objet de l'invention.
Dans la vanne selon la fig. 1 du type coudé à commande hydraulique disposée à l'extérieur et à l'amont de la vanne, les deux sièges de l'obturateur ainsi que le siège de service normal du corps de vanne sont fixes et le siège auxiliaire du corps est. mobile.
Dans la vanne selon la fig. 2 du même type et de même disposition de la commande, les deux sièges de l'obturateur sont fixes et les deux sièges du corps de vanne sont mo biles.
Dans la vanne selon la fig. 3 du<B>.</B> type coudé à commande hydraulique disposée à l'extérieur, mais à l'aval de la vanne, les deux sièges de l'obturateur ainsi que le siège auxiliaire du corps de vanne sont fixes et le siège de service normal du corps est mobile.
Dans la vanne selon la fig. 4 du type rectiligne à commande hydraulique disposée à l'intérieur de la vanne, les deux sièges de l'obturateur ainsi que le siège auxiliaire du corps de vanne sont fixes et le siège de service normal du corps de vanne est mobile.
Selon les fig. 1 et 2, le corps 1 de la'vanne de forme sphérique est alimenté à l'amont par un coude 2 portant un cylindre 3 disposé dans l'axe du corps. Un obturateur 4 en forme de pointeau est monté à l'extrémité d'une tige 5 qui traverse axialement le corps 1 et le cylindre 3. Un palier 6, disposé à l'inté rieur du corps 1 et relié à celui-ci par des nervures radiales 7, constitue un guide pour la tige 5.
Un piston 8, fixé à l'extrémité amont de la tige 5 par un écrou 32, constitue avec le cylindre 3 un servomoteur, lequel, ali menté par une conduite 9 avec un fluide, par exemple de l'huile sous pression, permet de déplacer l'obturateur dans le sens d'ou verture dès. que la pression sur les deux côtés de ce dernier a été équilibrée à l'aide d'un by-pass, intérieur pour la fig. 1 et extérieur pour la fig. 2, qui sera décrit plus loin. Un piston plongeur 10,
solidaire du piston 8 et de la tige 5 et de diamètre plus grand que celui de cette tige à l'endroit de son passage à travers la paroi du coude 2, coulisse dans un cylindre 11 fixé par des brides 12 au cy lindre 3. Ce cylindre 11 est alimenté, par une conduite 13 munie d'un robinet d'arrêt 33, avec du fluide sous pression provenant de la vanne, de façon à provoquer la fermeture de celle-ci dès que le cylindre 3 est mis à l'échap pement.
Une tige 29, fixée au piston 8, trans met à l'extérieur de la vanne les mouvements de l'obturateur et permet d'asservir à ces mouvements une soupape de commande de la vanne (non figurée), en vue de régler la vitesse de man#uvre de l'obturateur. Un collet 30 aménagé sur la tige 5 assure, dans la position ouverte de la vanne, l'étanchéité du passage de cette tige au travers de la paroi du coude 2, de façon à permettre, après fermeture du robinet 33, puis démontage du piston 8, de remplacer les joints d'étanchéité 31 de la tige 5 tout en maintenant la vanne en service.
Dans la fig. 1, 14 est un siège annulaire fixé sur la face aval de l'obturateur au moyen d'un chapeau 15 et de vis 16. Au siège 14 correspond un siège annulaire ' 18, emboîté dans une bride 19 boulonnée à l'extrémité aval du corps de vanne et main tenu en place par une bride 20 d'un tuyau de démontage 21 prévu entre la vanne et la conduite aval C. Ces sièges 14 et 18 assurent l'étanchéité de la vanne en service normal.
La vanne décrite ci-dessus est munie d'un siège auxiliaire fixe 22, disposé à l'amont du siège 14 et constitué par une surface annu laire conique de l'obturateur 4. A ce siège fixe correspond un siège auxiliaire mobile 23 disposé à l'amont du siège 18 du corps 1 de la vanne et solidaire d'un piston annulaire 17 logé entre ce corps et la bride 19.
Le siège 23 sollicité par la pression régnant dans la vanne est déplacé axialement, vers l'aval (jusque dans la position représentée au dessin), de façon à se trouver écarté du siège auxiliaire 22 quand -les sièges 14 et 18 doivent assurer l'étanchéité, et vers l'amont par rapport à la position représentée au dessin en repoussant l'obturateur 4, afin d'écarter l'un de l'autre les sièges 14 et 18 quand ceux-ci doivent être rendus accessibles.
Les déplacements du siège auxiliaire 23 sont provoqués par un dispositif de com mande hydraulique comprenant une chambre annulaire 24, prévue entre la face amont du piston 17 et le corps de vanne, et qui commu nique avec l'atmosphère par un orifice 25, et une chambre annulaire 26, prévue entre la face aval du piston 17 et la bride 19, et qui -peut être mise en communication avec l'atmosphère ou avec le fluide sous pression alimentant la vanne au moyen d'un robinet à trois voies 27. Trois joints 28 assurent l'étanchéité de ces deux chambres.
Lors d'une révision des sièges 14 et 18, ces derniers sont écartés l'un de l'autre par la mise en service des sièges auxiliaires 22 et 23. A cet effet la chambre 26, prévue à l'aval du siège 23, est mise sous pression par ma noeuvre du robinet à trois voies 27 dans la position opposée à celle représentée à la fig. 1 et pour laquelle la chambre 26 communique avec la pression régnant dans la vanne par des conduites 40 et 41. La surface active de la face aval du piston annulaire 17 est prévue plus grande que la somme des surfaces actives du piston 10 et de l'obturateur 4 qui sont également soumises à la pression régnant dans la vanne, mais agissant dans le sens de fermeture de celle-ci.
Ainsi, l'obturateur est repoussé vers l'amont de toute la course du siège 23, ce qui a pour effet de décharger les sièges 14 et 18 et de permettre d'accéder à ces sièges après sortie du tuyau de démon tage 21.
Après remontage des sièges 14 et 18 et du tuyau 21, la chambre 26 est mise à l'échappe ment en manoeuvrant le robinet 27 de ma nière à relier la conduite 40 à une conduite d'échappement 43; le siège auxiliaire 23 est ainsi repoussé vers l'aval par l'obturateur et la pression du fluide régnant dans la vanne, de sorte que l'étanchéité de celle-ci est de nouveau assurée par les sièges 14 et 18.
Dans la fig. 2, comme dans la fig. 1, les sièges 14 et 18 assurent l'étanchéité en service normal, tandis que 22 et 23 sont les sièges auxiliaires de la vanne. Toutefois, dans cette seconde forme d'exécution, le siège 18, soli daire d'un piston annulaire 45, est déplaçable axialement, comme le siège auxiliaire 23, soli daire du piston 17, lequel est logé entre le corps 1 de la vanne et une bride 19 fixée à l'aval de ce corps, comme dans la fig. 1, tandis que le piston 45 est logé entre cette même bride 7.9 et une autre bride 39 reliant la bride 19 à une bride 20 d'un tuyau de démon tage 21 prévu entre la vanne et la conduite aval C.
Les déplacements du siège 18 sont pro voqués par un dispositif de commande à action hydraulique pareil a celui décrit pour la fig. 1, ebmprenant une chambre annulaire 35 communiquant avec l'atmosphère par un orifice 36 et une chambre annulaire 34 pouvant être mise en communication avec l'atmosphère ou avec le fluide sous pression alimentant la vanne, au moyen d'un robinet à trois voies 37. Trois joints 38 assurent l'étanchéité des chambres 34 et 35. L'écrou 32, constitué comme butée, limite la course du piston 8 près de la fermeture, de façon à rendre l'effort à fournir par les dispositifs de commande des sièges 18 et 23 indépendant de celui exercé par l'obturateur.
En service normal, l'étanchéité de la vanne est assurée pour la position des organes représentés à la fig. 2. En effet, la chambre 34 est mise sous pression par le robinet à trois voies 37 mettant cette chambre en liaison avec le fluide amont de la vanne par l'inter médiaire de conduites 44, 46 et 42.
La surface annulaire active des pistons 17 et 45 n'est pas, comme pour la vanne selon fig.. 1, prévue plus grande que la somme des surfaces actives du piston 10 et de l'obtura teur 4, agissant dans le sens de fermeture, mais seulement suffisante pour que la pres sion par cm2 appliquant les sièges mobiles 18 et 23 sur les sièges 14 et 22, rendus fixes par la butée 32, assure l'étanchéité de la vanne.
Pendant une révision des sièges 14 et 18, l'étanchéité de la vanne est assurée par la mise en pression de la chambre 26 du siège auxiliaire 23 au moyen du robinet à trois voies 27 mettant cette chambre en liaison avec le fluide amont de la vanne par l'intermédiaire des conduites 40, 41 et 42.
Les sièges 14 et 18 sont alors déchargés par manceuvre du robinet à trois voies 37 afin de mettre la chambre 34 à l'échappe ment par les conduites 44 et 47; ces deux sièges sont alors rendus accessibles après sortie du tuyau de démontage 21.
Après révision des sièges 18 et 14 et remontage du tuyau 21, la chambre 34 est mise en pression par manceuvre du robinet 37, ce qui remet en contact ces sièges et permet de décharger les sièges auxiliaires 22 et 23, de telle sorte que la position des différents organes est de nouveau celle donnée par le dessin.
Dans une variante d'exécution, le siège auxiliaire 23, selon la fig. 1, pourrait être fixe et le siège de service normal 18 mobile par exemple de la même façon que celui de la vanne selon fig. 2. Par déplacement axial vers l'aval de ce siège. mobile 18, les sièges auxiliaires 22 et 23 sont mis en contact l'un avec l'autre et les sièges de service normal déchargés et rendus accessibles après sortie du tuyau de démontage 21.
Le by-pass intérieur de la vanne selon la fig. 1 à sièges annulaires de construction connue est muni également de sièges auxi liaires permettant la révision des sièges de service normal, comme c'est le cas pour la vanne.
L'obturateur de ce by-pass, constitué par un collet 48 prévu à l'extrémité aval de la tige 5, porte un siège de service normal 49 et peut se déplacer axialement dans une chambre 50 ménagée à l'intérieur de l'obtu rateur 4 de la vanne.
Le déplacement du siège 49 correspondant à l'ouverture du by- pass est limité à l'amont par une douille de montage 51 solidaire de l'obturateur 4, et à l'aval par le siège 52 de service normal appar tenant au corps de vanne du by-pass, lequel siège est susceptible de se déplacer axiale- ment entre l'obturateur 4 et le chapeau 15 de fixation du siège 14.
Des orifices 53 prévus dans la face amont de l'obturateur 4 font communiquer la chambre 50 du corps du by-pass avec l'espace sous pression du corps de la vanne. 54 est un siège auxiliaire appartenant au corps du by-pass constitué par une surface annulaire conique prévue à l'intérieur de l'obturateur 4, 55 un siège auxiliaire fixe -appartenant à l'obturateur 48 du by-pass et constitué par une surface annulaire conique de cet obtura teur. 52 est le siège de service normal du corps du by-pass qui est seul mobile.
Ce siège est pour cela rendu solidaire d'un piston annulaire 56 emboîté dans le chapeau 15 et muni de deux joints 57 qui assurent l'étan chéité d'une chambre annulaire 58 prévue à l'aval de ce piston. Un orifice 59, aménagé dans le chapeau 15, met cette chambre en communication avec l'espace annulaire exté rieur de l'obturateur 4 qui sépare ses deux sièges 14 et 22. Un orifice 60, aménagé dans le piston 56, fait communiquer une chambre 61, prévue à l'amont de ce piston, avec l'espace aval de l'obturateur 4 de la vanne.
En service normal, les sièges 14 et 18 de la vanne étant en contact, le fluide sous pression renfermé dans la vanne accédant à la chambre 58 du by-pass par- l'orifice 59 maintient les sièges 49 et 52 de service nor mal en contact l'un avec l'autre et les sièges auxiliaires 54 et 55 écartés l'un de l'autre. L'obturateur 48 se trouve ainsi repoussé vers l'amont par le siège 52, comme indiqué à la fig. 1.
Si les sièges 49 et 52 du by-pass.doivent être démontés, ses sièges auxiliaires 54 et 55 seront mis en contact automatiquement en même temps que les sièges auxiliaires 22 et 23 de la vanne, après manoeuvre du robinet à trois voies 27, par la mise à l'échappement de la chambre 58 qui se trouvera commu niquer par l'orifice 59 avec la sortie de la vanne.
Le by-pass extérieur selon fig. 2 comporte une vanne autoclave 62 du type coudé exactement de même construction que la vanne principale et munie de sièges auxiliaires permettant d'accéder à ses sièges de service normal sans nécessiter la vidange de la con duite amont, après enlèvement d'un tuyau coudé 63 le raccordant à la conduite aval C.
Dans la fig. 3, le corps 1 de la vanne est raccordé à une conduite aval C, munie d'une bride de démontage 53, par un coude 2 qui porte, côté aval, dans l'axe du corps 1, un cylindre 3 et est raccordé au corps par une tubulure rectiligne 65.
Des brides d'assem blage 66 sont prévues pour relier le coude 2 à la tubulure 65 et des brides 67 permettent de relier le corps 1 à cette tubulure 65 qui est en outre reliée intérieurement par des nervures 68 à un corps creux coaxial 69 ser vant de guidage à une tige dont l'extrémité amont<B>70</B> est solidaire d'un obturâteur 71 en forme de cloche et dont l'extrémité aval 72 de. diamètre plus petit vient buter contre l'extrémité amont d'une tige 73 solidaire d'un piston 8 constituant, avec le cylindre 3, un servomoteur.
Ce dernier, alimenté par une conduite 9 avec un fluide, par exemple de l'huile sous pression, permet de déplacer l'obturateur 71 dans le sens de son ouverture dès que la pression des deux côtés de ce dernier a été équilibrée à l'aide d'un by-pass extérieur comportant, comme celui de la vanne selon fig. 2, une vanne autoclave 62 du type coudé, munie de sièges auxiliaires et d'un tuyau de démontage 63. La tige 70/72 de l'obturateur constitue un piston différentiel qui provoque un mou vement de fermeture de cet obturateur sur toute sa course, de façon que l'extrémité aval de sa tige 72 reste toujours en contact avec l'extrémité amont de la tige 73 du piston du servomoteur de la vanne.
Deux joints 74 assurent l'étanchéité d'une chambre 75 du corps creux 69 qui sert de cylindre à la tige 70 et qui communique avec l'atmosphère par un canal 80 aménagé dans l'une des nervures 68.
Dans la vanne selon fig. 3, le siège annu laire 14 est fixe, étant vissé dans l'obturateur; tandis que le siège annulaire 18 est mobile, étant solidaire d'un anneau 17 susceptible d'être déplacé axialement entre le corps 1 et la tubulure 65 dans une chambre 76 de cette tubulure. Deux joints 77 assurent l'étanchéité de la chambre 76 et l'équilibrage de l'anneau 17, de façon à rendre l'effort. nécessaire au déplacement axial du siège 18 théoriquement indépendant de la pression régnant dans la vanne, lorsque celle-ci est ouverte.
La commande du siège mobile 18 se fait mécaniquement au moyen d'un certain nombre de vis 78 réparties sur toute la cir conférence de la face aval de l'anneau 17. Ces vis traversent la paroi aval de la chambre 76 parallèlement à l'axe de la tubulure 65, de façon à être man#uvrables de l'extérieur de la vanne.
Les sièges 14 et 18 assurent l'étanchéité de la vanne en service normal. Les sièges auxiliaires sont constitués pour le corps de la vanne par une surface conique 79 de ce corps et pour l'obturateur par une surface correspondante 22.
En service normal, les vis 78 maintiennent l'anneau 17 du siège 18 appliqué contre la bride 67 du corps de vanne, de façon que les sièges auxiliaires 22 et 79 se trouvent écartés l'un de l'autre et les sièges 14 et 18 pressés l'un contre l'autre par tout l'effort fourni par l'obturateur dans sa -position fermée.
La mise en service des sièges auxiliaires 22 et 79, lors d'une révision des sièges 14 et 18, se fera, la vanne étant en position ouverte, en dévissant les vis 78, de façon qu'en fermant la vanne, le siège 18 soit repoussé librement vers l'aval par l'obturateur jusqu'à ce que les sièges auxiliaires soient en contact l'un avec l'autre.
Les sièges 14 et 18 sont alors déchargés et rendus accessibles après sortie du coude 2 et de la tubulure 65, opération qui se fait sans difficulté dans la position fermée donnée par le dessin, après avoir retiré la tige 73 vers l'aval au moyen de la tige 29 servant d'indicateur d'ouverture, de façon à libérer son extrémité amont du corps creux 69. Après sortie de la tubulure 65, les deux joints d'étanchéité 74 de la chambre 75 pourront, si nécessaire, également être rem placés. .
Dans la vanne selon la fig. 4, le corps 1 de la vanné est muni, côté aval, d'une tubu lure coaxiale 81, reliée par des nervures radiales 82 à un fond 83 de forme conique, sur lequel se déplace un obturateur 85 en forme de cloche, muni à l'intérieur d'un cylindre 86 qui constitue avec le fond 83 un dispositif d'équilibrage hydraulique par tiel de l'obturateur. En effet, une chambre 87, aménagée entre cet obturateur et le fond 83, est mise en communication avec la pression du fluide régnant dans le corps 1 par l'intermédiaire d'un canal 88 passant par une des nervures 82, par la bride 89 reliant la tubulure 81 au corps de vanne, par une conduite 90, par un filtre 91 et par un robinet 92 branché sur le corps 1.
Une tubulure 93 d'entrée du corps de la vanne est prévue pour permettre l'introduc tion de l'obturateur dans ce corps. Un palier 94, fixé à l'intérieur de la tubulure 93 par des nervures radiales 95, sert de support à une tige 96 de guidage de l'obturateur côté amont. Une tige 97 est prévue pour le gui dage de cet obturateur côté aval. Cette tige est portée par une tige creuse 98 solidaire d'un piston 99 qui bute,- côté amont, contre l'intérieur de l'obturateur: Un cylindre 100 est fixé par une bride 101 contre la face annulaire amont 102 du fond 83 et constitue avec le piston 99 un servo-môteur pour la manceuvre d'ouverture de la vanne.
Une chambre 103, aménagée entre le piston 99, le cylindre 100 et le fond 83 du servomoteur, est alimentée par un fluide, par exemple de l'huile sous pression, par l'intermédiaire d'une conduite 104 et d'un canal 105 passant par une des nervures 82. Une came 106, solidaire du piston 99, un levier 107 et une tige 108 actionnée par ce levier constituent un dispositif de transmis= Sion transmettant à l'extérieur les mouve ments de l'obturateur de la même manière que la tige 29 des vannes, selon fig. 1, 2 et 3.
Un canal 109 fait communiquer la chambre amont du piston 99 avec l'atmosphère et des orifices 110, pratiqués à l'aval de la tige creuse 98, permettent l'échappement à l'air libre par le canal 109 des fuites pouvant éventuellement se produire entre l'obtura teur 85 et l'extrémité amont de la tige creuse 98 du piston 99.
Dans la vanne selon la fig. 4, le siège annulaire fixe 14 est constitué par le bord aval du cylindre 86, tandis que le siège annu laire mobile 18 est solidaire d'un piston annulaire 50 susceptible de se déplacer axia- lement dans une chambre annulaire 34 amé nagée entre la tubulure 81 et le corps de vanne 1. Trois joints 38 assurent l'étanchéité entre la face aval sous pression du piston 50 et sa face amont, cette dernière communi quant avec l'atmosphère par un canal 36.
En service normal, l'étanchéité de la vanne est assurée pour la position représen tée à la fig. 4. En effet, la chambre 34 est mise sous pression par l'ouverture du robinet 92 qui met cette chambre ainsi que la cham bre 87 en liaison avec le fluide amont de la vanne par l'intermédiaire du filtre 91 et de la conduite 90.
La surface annulaire active du piston 50 est, comme pour celle du piston 17 de la fig. 1, prévue plus grande que la surface active de l'obturateur, de façon que ce dernier soit repoussé vers l'amont de toute la course du siège 18, ce qui a pour effet de mettre hors service les sièges auxi liaires 22 et 79. Lors d'une révision des sièges 14 et 18, la vanne étant fermée, le robinet 92 sera fermé et un robinet d'échappement 113 ou vert. Dans ces conditions, l'obturateur re pousse le siège 18 en refoulant le fluide des chambres 87 et 34 par le canal 88 et les con duites 90 et 114; les sièges auxiliaires 22 et 79, mis en contact, bloquent l'obturateur dans sa position fermée.
Après sortie du tuyau de démontage 21, la tubulure 81 avec le siège 18, le cylindre 100 et le piston 99 est retirée axialement de l'obturateur et sortie par l'espace laissé libre par le tuyau de démontage.
Le siège 14 de l'obturateur solidaire du cylindre 86 est démonté en même temps que ce cylindre, après enlèvement de ses vis de fixation 115 à l'obturateur.
Après remise en place des pièces, ferme ture du robinet 113 et ouverture du robinet 92, les sièges auxiliaires 22 et 79 seront dé chargés ainsi que l'obturateur, par la remise en pression des chambres 34 et 87.
Dans une variante d'exécution de la vanne selon fig. 3, la commande du siège mobile du corps de vanne pourrait se faire hydrauliquement, comme celle des sièges mobiles de la vanne selon fig. 2.
La course de l'obturateur serait dans ce cas limitée en faisant buter le piston 8 contre une vis fixée au couvercle 116 du cylindre 3 en lieu et place de la tige 29, celle-ci pouvant être désaxée comme celle des vannes selon fig. 1 et 2. Lors d'une révision des sièges normaux, la vis de butée est retirée, de façon à permettre aux sièges auxiliaires de prendre contact l'un avec l'autre.
Dans une variante d'exécution des vannes selon fig. 1 et 4, la commande du siège mobile du corps de vanne pourrait se faire mécani quement, comme celle du siège de la fig. 3, au moyen de vis.
Dans une variante d'exécution de la vanne selon fig. 2, le siège 18 pourrait être fixe et l'écrou à butée 32 dévissé suffisam ment ou remplacé par un écrou sans butée, de façon que l'étanchéité, en service normal, soit assurée comme décrit pour la fig. 1. En cas de révision des sièges de service normal, l'étanchéité sera alors assurée par les sièges auxiliaires, comme décrit pour la fig.2, après avoir remis en place l'écrou à butée 32, lequel est rendu accessible, la vanne étant ouverte, après enlèvement du couvercle fermant le cylindre 11.
Valve with annular passage section. With valves with an annular passage section of known construction, for example autoclave valves, of the elbow type in which the shutter is actuated by a servomotor arranged outside the valve or of the rectilinear type in which the shutter is actuated by a servomotor placed inside the valve, the overhaul of the seats in the event of wear requires either emptying the upstream pipe, which, in the event that this pipe supplies an installation comprising several valves, has for The effect is to mobilize the entire installation, ie the presence upstream of each valve of an isolation valve, which naturally has the effect of increasing installation costs.
The present invention relates to a valve with an annular passage section, the valve body and the shutter of which each have an annular seat cooperating with one another in order to ensure tightness in normal service.
This valve tends to obviate the drawbacks cited by the fact that it has a set of auxiliary seats, arranged upstream of said annular seats belonging to the valve body and to the shutter, and a control device allowing ner said auxiliary seats in contact with one another, so that the seal is then ensured by said auxiliary seats, while the normal service seats are relieved of the pressure of the fluid, so as to make them accessible and removable away from the auxiliary seats after exiting a so-called dismantling pipe provided downstream of the valve.
The four figures of the appended drawing show schematically by way of example, in axial section and in the closed position, various embodiments of the valve forming the subject of the invention.
In the valve according to fig. 1 of the elbow type with hydraulic control arranged outside and upstream of the valve, the two shutter seats as well as the normal service seat of the valve body are fixed and the auxiliary seat of the body is. mobile.
In the valve according to fig. 2 of the same type and the same arrangement of the control, the two shutter seats are fixed and the two seats of the valve body are movable.
In the valve according to fig. 3 of the <B>. </B> elbow type with hydraulic control arranged on the outside, but downstream of the valve, the two obturator seats as well as the auxiliary seat of the valve body are fixed and the The body's normal service seat is mobile.
In the valve according to fig. 4 of the rectilinear type with hydraulic control arranged inside the valve, the two seats of the shutter as well as the auxiliary seat of the valve body are fixed and the normal service seat of the valve body is movable.
According to fig. 1 and 2, the body 1 of the spherically shaped valve is fed upstream by an elbow 2 carrying a cylinder 3 arranged in the axis of the body. A needle-shaped shutter 4 is mounted at the end of a rod 5 which passes axially through the body 1 and the cylinder 3. A bearing 6, arranged inside the body 1 and connected to it by means of radial ribs 7, constitutes a guide for the rod 5.
A piston 8, fixed to the upstream end of the rod 5 by a nut 32, together with the cylinder 3 constitutes a booster, which, supplied by a pipe 9 with a fluid, for example pressurized oil, makes it possible to move the shutter in the direction of opening from. that the pressure on both sides of the latter has been balanced using a by-pass, inside for fig. 1 and outside for fig. 2, which will be described later. A plunger 10,
integral with the piston 8 and the rod 5 and of greater diameter than that of this rod at the location of its passage through the wall of the elbow 2, slides in a cylinder 11 fixed by flanges 12 to the cylinder 3. This cylinder 11 is supplied, by a pipe 13 provided with a shut-off valve 33, with pressurized fluid coming from the valve, so as to cause the latter to close as soon as the cylinder 3 is escaped pement.
A rod 29, fixed to the piston 8, transmits the movements of the shutter to the outside of the valve and enables a control valve of the valve (not shown) to be slaved to these movements, in order to adjust the speed shutter operation. A collar 30 arranged on the rod 5 ensures, in the open position of the valve, the sealing of the passage of this rod through the wall of the elbow 2, so as to allow, after closing the valve 33, then disassembly of the piston 8, to replace the seals 31 of the rod 5 while keeping the valve in service.
In fig. 1, 14 is an annular seat fixed on the downstream face of the shutter by means of a cap 15 and screws 16. The seat 14 corresponds to an annular seat 18, fitted into a flange 19 bolted to the downstream end of the valve. valve body and hand held in place by a flange 20 of a dismantling pipe 21 provided between the valve and the downstream pipe C. These seats 14 and 18 seal the valve in normal service.
The valve described above is provided with a fixed auxiliary seat 22, arranged upstream of the seat 14 and constituted by a conical annular surface of the shutter 4. To this fixed seat corresponds a movable auxiliary seat 23 arranged at upstream of the seat 18 of the body 1 of the valve and integral with an annular piston 17 housed between this body and the flange 19.
The seat 23 biased by the pressure prevailing in the valve is moved axially, downstream (to the position shown in the drawing), so as to be spaced from the auxiliary seat 22 when the seats 14 and 18 must ensure the sealing, and upstream with respect to the position shown in the drawing by pushing back the shutter 4, so as to separate the seats 14 and 18 from one another when they must be made accessible.
The movements of the auxiliary seat 23 are caused by a hydraulic control device comprising an annular chamber 24, provided between the upstream face of the piston 17 and the valve body, and which communicates with the atmosphere through an orifice 25, and a annular chamber 26, provided between the downstream face of the piston 17 and the flange 19, and which can be placed in communication with the atmosphere or with the pressurized fluid supplying the valve by means of a three-way valve 27. Three seals 28 seal these two chambers.
During an overhaul of the seats 14 and 18, the latter are separated from each other by the commissioning of the auxiliary seats 22 and 23. For this purpose the chamber 26, provided downstream of the seat 23, is pressurized by my work of the three-way valve 27 in the position opposite to that shown in FIG. 1 and for which the chamber 26 communicates with the pressure prevailing in the valve via lines 40 and 41. The active surface of the downstream face of the annular piston 17 is provided greater than the sum of the active surfaces of the piston 10 and of the shutter 4 which are also subject to the pressure prevailing in the valve, but acting in the direction of closing thereof.
Thus, the shutter is pushed back upstream of the entire travel of the seat 23, which has the effect of unloading the seats 14 and 18 and allowing access to these seats after exiting the demounting pipe 21.
After reassembling the seats 14 and 18 and the pipe 21, the chamber 26 is released by operating the valve 27 so as to connect the pipe 40 to an exhaust pipe 43; the auxiliary seat 23 is thus pushed downstream by the shutter and the pressure of the fluid prevailing in the valve, so that the latter is again sealed by the seats 14 and 18.
In fig. 2, as in fig. 1, the seats 14 and 18 seal in normal service, while 22 and 23 are the auxiliary seats of the valve. However, in this second embodiment, the seat 18, integral with an annular piston 45, is movable axially, like the auxiliary seat 23, integral with the piston 17, which is housed between the body 1 of the valve and a flange 19 fixed downstream of this body, as in FIG. 1, while the piston 45 is housed between this same flange 7.9 and another flange 39 connecting the flange 19 to a flange 20 of a demounting pipe 21 provided between the valve and the downstream pipe C.
The movements of the seat 18 are caused by a hydraulically actuated control device similar to that described for FIG. 1, including an annular chamber 35 communicating with the atmosphere through an orifice 36 and an annular chamber 34 which can be placed in communication with the atmosphere or with the pressurized fluid supplying the valve, by means of a three-way valve 37 Three seals 38 ensure the sealing of the chambers 34 and 35. The nut 32, constituted as a stopper, limits the stroke of the piston 8 near the closure, so as to return the force to be provided by the control devices of the seats 18 and 23 independent of that exerted by the shutter.
In normal service, the tightness of the valve is ensured for the position of the components shown in fig. 2. In fact, the chamber 34 is pressurized by the three-way valve 37 putting this chamber in connection with the fluid upstream of the valve through the intermediary of pipes 44, 46 and 42.
The annular active surface of the pistons 17 and 45 is not, as for the valve according to fig. 1, provided greater than the sum of the active surfaces of the piston 10 and of the shutter 4, acting in the closing direction. , but only sufficient for the pressure per cm 2 applying the movable seats 18 and 23 to the seats 14 and 22, made fixed by the stop 32, to ensure the tightness of the valve.
During an overhaul of the seats 14 and 18, the sealing of the valve is ensured by pressurizing the chamber 26 of the auxiliary seat 23 by means of the three-way valve 27 putting this chamber in connection with the fluid upstream of the valve. via lines 40, 41 and 42.
The seats 14 and 18 are then unloaded by maneuvering the three-way valve 37 in order to put the chamber 34 to the exhaust via the pipes 44 and 47; these two seats are then made accessible after exiting the dismantling pipe 21.
After revision of the seats 18 and 14 and reassembly of the pipe 21, the chamber 34 is pressurized by actuating the valve 37, which puts these seats back into contact and allows the auxiliary seats 22 and 23 to be unloaded, so that the position of the different organs is again that given by the drawing.
In an alternative embodiment, the auxiliary seat 23, according to FIG. 1, could be fixed and the normal service seat 18 movable, for example in the same way as that of the valve according to FIG. 2. By axial displacement downstream of this seat. mobile 18, the auxiliary seats 22 and 23 are brought into contact with one another and the normal service seats unloaded and made accessible after exiting the dismantling pipe 21.
The internal bypass of the valve according to fig. 1 with annular seats of known construction is also provided with auxiliary seats allowing the revision of normal service seats, as is the case for the valve.
The shutter of this bypass, consisting of a collar 48 provided at the downstream end of the rod 5, carries a normal service seat 49 and can move axially in a chamber 50 formed inside the shutter. rator 4 of the valve.
The movement of the seat 49 corresponding to the opening of the bypass is limited upstream by a mounting sleeve 51 integral with the shutter 4, and downstream by the seat 52 of normal service belonging to the body of the valve. bypass valve, which seat is capable of moving axially between the shutter 4 and the cap 15 for fixing the seat 14.
Orifices 53 provided in the upstream face of the shutter 4 communicate the chamber 50 of the body of the bypass with the pressure space of the body of the valve. 54 is an auxiliary seat belonging to the body of the bypass constituted by a conical annular surface provided inside the shutter 4, 55 a fixed auxiliary seat belonging to the shutter 48 of the bypass and formed by a surface conical annular of this obturator. 52 is the normal service seat of the by-pass body which is the only mobile.
This seat is therefore made integral with an annular piston 56 fitted into the cap 15 and provided with two seals 57 which ensure the sealing of an annular chamber 58 provided downstream of this piston. An orifice 59, arranged in the cap 15, puts this chamber in communication with the outer annular space of the shutter 4 which separates its two seats 14 and 22. An orifice 60, formed in the piston 56, communicates a chamber 61, provided upstream of this piston, with the space downstream of the shutter 4 of the valve.
In normal service, the seats 14 and 18 of the valve being in contact, the pressurized fluid contained in the valve accessing the chamber 58 of the bypass through the orifice 59 maintains the seats 49 and 52 of normal service in contact with each other and the auxiliary seats 54 and 55 separated from each other. The shutter 48 is thus pushed back upstream by the seat 52, as indicated in FIG. 1.
If the seats 49 and 52 of the bypass have to be removed, its auxiliary seats 54 and 55 will be brought into contact automatically at the same time as the auxiliary seats 22 and 23 of the valve, after operating the three-way valve 27, by the exhaust of the chamber 58 which will be found to communicate through the orifice 59 with the outlet of the valve.
The external bypass according to fig. 2 comprises an autoclave valve 62 of the elbow type of exactly the same construction as the main valve and provided with auxiliary seats allowing access to its normal service seats without requiring emptying of the upstream pipe, after removing an elbow pipe 63 connecting it to the downstream pipe C.
In fig. 3, the body 1 of the valve is connected to a downstream pipe C, provided with a dismantling flange 53, by an elbow 2 which carries, on the downstream side, in the axis of the body 1, a cylinder 3 and is connected to the body by a rectilinear tube 65.
Assembly flanges 66 are provided to connect the elbow 2 to the tubing 65 and flanges 67 allow the body 1 to be connected to this tubing 65 which is furthermore connected internally by ribs 68 to a coaxial hollow body 69 serving guide to a rod, the upstream end <B> 70 </B> is integral with a shutter 71 in the form of a bell and the downstream end 72 of. smaller diameter abuts against the upstream end of a rod 73 integral with a piston 8 constituting, with the cylinder 3, a booster.
The latter, supplied by a pipe 9 with a fluid, for example pressurized oil, makes it possible to move the shutter 71 in the direction of its opening as soon as the pressure on both sides of the latter has been balanced at the using an external by-pass comprising, like that of the valve according to fig. 2, an autoclave valve 62 of the angled type, provided with auxiliary seats and a dismantling pipe 63. The stem 70/72 of the shutter constitutes a differential piston which causes a closing movement of this shutter over its entire stroke. , so that the downstream end of its rod 72 always remains in contact with the upstream end of the rod 73 of the piston of the valve actuator.
Two gaskets 74 seal a chamber 75 of the hollow body 69 which serves as a cylinder for the rod 70 and which communicates with the atmosphere through a channel 80 formed in one of the ribs 68.
In the valve according to fig. 3, the annu lar seat 14 is fixed, being screwed into the shutter; while the annular seat 18 is movable, being integral with a ring 17 capable of being displaced axially between the body 1 and the tube 65 in a chamber 76 of this tube. Two seals 77 seal chamber 76 and balance ring 17, so as to return the force. necessary for the axial displacement of the seat 18 theoretically independent of the pressure prevailing in the valve, when the latter is open.
The movable seat 18 is controlled mechanically by means of a certain number of screws 78 distributed over the entire circumference of the downstream face of the ring 17. These screws pass through the downstream wall of the chamber 76 parallel to the axis. of the tubing 65, so as to be maneuverable from outside the valve.
Seats 14 and 18 seal the valve in normal service. The auxiliary seats are formed for the body of the valve by a conical surface 79 of this body and for the shutter by a corresponding surface 22.
In normal service, the screws 78 keep the ring 17 of the seat 18 pressed against the flange 67 of the valve body, so that the auxiliary seats 22 and 79 are spaced apart and the seats 14 and 18 pressed against each other by all the effort provided by the shutter in its closed position.
The commissioning of the auxiliary seats 22 and 79, during an overhaul of the seats 14 and 18, will be done, with the valve in the open position, by unscrewing the screws 78, so that when closing the valve, the seat 18 is pushed freely downstream by the shutter until the auxiliary seats are in contact with each other.
The seats 14 and 18 are then unloaded and made accessible after leaving the elbow 2 and the pipe 65, an operation which is carried out without difficulty in the closed position given by the drawing, after having withdrawn the rod 73 downstream by means of the rod 29 serving as an opening indicator, so as to free its upstream end from the hollow body 69. After leaving the pipe 65, the two seals 74 of the chamber 75 can, if necessary, also be replaced . .
In the valve according to fig. 4, the body 1 of the valve is provided, on the downstream side, with a coaxial pipe 81, connected by radial ribs 82 to a bottom 83 of conical shape, on which moves a shutter 85 in the form of a bell, provided with the interior of a cylinder 86 which, with the bottom 83, constitutes a partial hydraulic balancing device for the shutter. Indeed, a chamber 87, arranged between this shutter and the base 83, is placed in communication with the pressure of the fluid prevailing in the body 1 by means of a channel 88 passing through one of the ribs 82, through the flange 89 connecting the tubing 81 to the valve body, by a pipe 90, by a filter 91 and by a valve 92 connected to the body 1.
An inlet pipe 93 of the body of the valve is provided to allow the introduction of the shutter into this body. A bearing 94, fixed inside the pipe 93 by radial ribs 95, serves as a support for a rod 96 for guiding the shutter on the upstream side. A rod 97 is provided for guiding this shutter on the downstream side. This rod is carried by a hollow rod 98 integral with a piston 99 which abuts, - upstream side, against the inside of the shutter: A cylinder 100 is fixed by a flange 101 against the upstream annular face 102 of the base 83 and constitutes with the piston 99 a servo-motor for the opening maneuver of the valve.
A chamber 103, arranged between the piston 99, the cylinder 100 and the bottom 83 of the booster, is supplied with a fluid, for example pressurized oil, via a pipe 104 and a channel 105 passing through one of the ribs 82. A cam 106, integral with the piston 99, a lever 107 and a rod 108 actuated by this lever constitute a transmission device = Zion transmitting the movements of the shutter to the outside in the same way. that the rod 29 of the valves, according to fig. 1, 2 and 3.
A channel 109 communicates the upstream chamber of the piston 99 with the atmosphere and orifices 110, made downstream of the hollow rod 98, allow the escape into the open air through the channel 109 of any leaks which may possibly occur. between the shutter 85 and the upstream end of the hollow rod 98 of the piston 99.
In the valve according to fig. 4, the fixed annular seat 14 is formed by the downstream edge of the cylinder 86, while the movable annular seat 18 is integral with an annular piston 50 capable of moving axially in an annular chamber 34 formed between the pipe. 81 and the valve body 1. Three seals 38 provide a seal between the pressurized downstream face of the piston 50 and its upstream face, the latter communicating with the atmosphere through a channel 36.
In normal service, the valve is sealed for the position shown in fig. 4. Indeed, the chamber 34 is pressurized by the opening of the valve 92 which puts this chamber as well as the chamber 87 in connection with the fluid upstream of the valve via the filter 91 and the pipe 90. .
The active annular surface of the piston 50 is, as for that of the piston 17 of FIG. 1, provided larger than the active surface of the shutter, so that the latter is pushed upstream of the entire travel of the seat 18, which has the effect of disabling the auxiliary seats 22 and 79. When servicing seats 14 and 18, with the valve closed, valve 92 will be closed and an exhaust valve 113 or green. Under these conditions, the shutter pushes back the seat 18 by discharging the fluid from the chambers 87 and 34 through the channel 88 and the conduits 90 and 114; the auxiliary seats 22 and 79, brought into contact, block the shutter in its closed position.
After leaving the dismantling pipe 21, the pipe 81 with the seat 18, the cylinder 100 and the piston 99 is axially withdrawn from the shutter and exited through the space left free by the dismantling pipe.
The seat 14 of the shutter integral with the cylinder 86 is removed at the same time as this cylinder, after removal of its screws 115 for fixing to the shutter.
After replacing the parts, closing the valve 113 and opening the valve 92, the auxiliary seats 22 and 79 will be unloaded as well as the shutter, by re-pressurizing chambers 34 and 87.
In an alternative embodiment of the valve according to fig. 3, the control of the movable seat of the valve body could be done hydraulically, like that of the movable seats of the valve according to fig. 2.
The stroke of the shutter would in this case be limited by making the piston 8 abut against a screw fixed to the cover 116 of the cylinder 3 in place of the rod 29, the latter being able to be offset like that of the valves according to FIG. 1 and 2. During an overhaul of the normal seats, the stop screw is removed, so that the auxiliary seats make contact with each other.
In an alternative embodiment of the valves according to fig. 1 and 4, the control of the movable seat of the valve body could be done mechanically, like that of the seat of FIG. 3, by means of screws.
In an alternative embodiment of the valve according to fig. 2, the seat 18 could be fixed and the stop nut 32 unscrewed sufficiently or replaced by a nut without a stop, so that the seal, in normal service, is ensured as described for FIG. 1. In the event of overhaul of the normal service seats, the seal will then be ensured by the auxiliary seats, as described in fig. 2, after replacing the stop nut 32, which is made accessible, the valve being open, after removing the cover closing the cylinder 11.