Vanne d'arrêt Des vannes d'arrêt comprennent un corps qui contient un ou plusieurs sièges et une partie supé rieure, habituellement appelée chapeau, qui contient la vis ou un autre mécanisme servant à élever et à abaisser l'opercule, et qui est boulonnée au corps. Lorsque la vanne est ouverte, la pression de fluide régnant dans la conduite tend à soulever le cha peau du corps, et lorsque la vanne est fermée, la réaction de la force appliquée par l'intermédiaire de la vis pour fermer la vanne tend également à soulever le chapeau du corps. Cela étant, les ten sions initiales obtenues lors du serrage des boulons qui maintiennent le chapeau sur le corps augmen tent.
La fatigue supplémentaire imposée à ces bou lons peut permettre au chapeau de se soulever suffisamment pour provoquer une fuite au joint entre le corps et le chapeau. Cet effet peut encore être accru par des températures élevées dans le cas de vannes montées dans des canalisations chauffées. Il faut enlever le chapeau pour réparer ou entretenir la tige de la vanne ou l'opercule et si les sièges de la vanne doivent être réparés, il faut enlever tout le corps de la vanne de la conduite. Comme les vannes d'arrêt sont actuellement souvent soudées dans les canalisations, il faut couper les canalisations et les ressouder lors du montage d'un nouveau corps de vanne. Le coût de cette opération est sensible et est accru par la perte due au temps d'arrêt de l'installation dans le cas d'installations à marche continue.
L'invention a pour objet une vanne d'arrêt, comprenant un corps avec une chambre intérieure, des passages d'entrée et de sortie opposés l'un à l'autre ainsi qu'un opercule monté sur une tige de vanne, celle-ci se prolongeant vers le haut à travers la tête du corps, tige sur laquelle on peut agir afin de produire un mouvement vertical de va-et-vient de l'opercule pour l'amener en et hors contact d'étanchéité avec les sièges opposés de la vanne, un organe d'obturation amovible fermant la partie inférieure du corps de vanne, de façon à permettre l'accès à l'intérieur du corps de la vanne et l'enlè vement de l'opercule.
Dans les vannes connues de ce type, les sièges de la vanne se trouvent en posi tion parallèle entre eux et l'opercule possède des surfaces parallèles pouvant passer entre les sièges de la vanne et sortir par l'ouverture dans le bas du corps de la vanne. Pareille vanne à surfaces paral lèles doit être usinée avec beaucoup de précision si elle doit être tant soit peu effective et même alors elle est assujettie à l'usure. Il est donc extrêmement difficile de produire une vanne pouvant fermer com plètement le courant d'un liquide et plus difficile encore de la maintenir dans cet état.
La présente invention a pour but de procurer une vanne avec un opercule présentant une étanchéité très effective dans sa coopération avec deux sièges de valve et pouvant en même temps être facilement retiré par l'ouverture pratique dans la partie inférieure du corps de la vanne.
La vanne de la présente invention est caracté risée en ce que l'opercule est en forme de coin pour pouvoir engager les sièges de la vanne, lesquels sont convergents vers le bas, la distance entre les parois de l'opercule qui sont perpendiculaires aux sièges étant inférieure à l'espace. minimum entre lesdits sièges, de sorte qu'après enlèvement de l'organe d'obturation amovible, il est possible de faire tour ner de 900 l'opercule et sa tige pour retirer ce der nier par en bas d'entre les sièges de la vanne et le sortir de la chambre par l'ouverture ménagée dans le bas du corps de la vanne.
Quoiqu'il ait été proposé antérieurement d'avoir un opercule conique qui glisse par une ouverture dans le bas du corps de la vanne, cette construction préalable impliquait l'enlèvement des sièges mêmes de la vanne comme faisant partie de l'organe de fermeture. Dans cette construction antérieure, l'oper cule conique ne peut pas être passé par en bas entre les sièges de la vanne pour permettre son enlève ment, les sièges de la vanne doivent être enlevés avant que l'opercule ne puisse être enlevé de la vanne.
Cette nécessité d'enlever les sièges de la vanne cause des complications et des frais inutiles et renchérit spécialement le prix de fourniture d'un organe de fermeture pour l'ouverture du bas du corps de la vanne, attendu que cet organe de fer meture doit être fabriqué avec beaucoup de préci sion pour pouvoir comporter les sièges de la vanne.
Une forme d'exécution de la vanne objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé dans lequel La fila. 1 en est une vue en élévation de côté. La fila. 2 est une vue en plan de la vanne représentée sur la fila. 1.
La fila. 3 est une coupe de la vanne de la fila. 2, suivant la ligne 3-3.
La fila. 4 est une coupe, en partie explosée, cor respondant à la fila. 3, l'opercule de la vanne étant représenté en position levée et tournée de 90,1 vers une position dans laquelle il peut être enlevé du fond du corps de la vanne, une clef appropriée A étant indiquée en traits pointillés de façon à montrer la façon d'enlever ou d'insérer les sièges de la vanne, l'organe d'obturation de la vanne et le guidage de l'opercule étant représentés en position retirée.
La fila. 5 est une coupe transversale de la cons truction de la fila. 4 suivant la ligne 5-5, et repré sente la position relative des sièges de vanne opposés et leurs évidements intérieurs destinés à recevoir l'outil, et la fila. 6 est une vue explosée, à plus grande échelle, de la tige, de l'opercule et de l'organe d'ob turation de la vanne comportant une partie de gui dage fourchue de l'opercule, et montre clairement leur construction et leurs positions relatives lorsqu'ils sont assemblés.
La vanne d'arrêt sans chapeau représentée com prend un corps de vanne principal 10 comportant un étrier supérieur 12 qui supporte une partie supérieure cylindrique 13 située au-dessus du corps 10 de la vanne et concentrique à ce dernier. La partie infé rieure du corps 10 comprend des prolongements trans versaux alignés 14 et se termine en une partie élargie de profil rectangulaire 16 formant la base du corps principal de la vanne.
L'intérieur du corps 10 est évidé axialement sur toute sa longueur et procure un premier passage axial étroit destiné à recevoir la tige de la vanne et servant également comme pas sage d'étanchéité 18 et un second passage de dia mètre supérieur constituant une chambre de fluide cylindrique 20.
La partie supérieure 13 du corps de la vanne 10 est pourvue d'un passage 30 capable de recevoir la bride 32 d'une douille rotative 34, de façon à lui permettre de glisser. La bride 32 de la douille 34 est retenue en place, de façon à pouvoir tourner librement, par un écrou de retenue à bride 36 vissé dans la partie supérieure taraudée 31 du passage 30. La partie supérieure 13 du corps de la vanne comporte, de préférence comme le montrent les dessins, un passage transversal destiné à recevoir un graisseur 40 communiquant avec le passage 30. L'alésage de la douille 34 est taraudé et reçoit l'ex trémité filetée d'une tige de vanne oblongue 44 qui s'étend axialement à travers le corps 10 et pénètre dans la chambre de fluide 20.
La tige 44 coulisse à travers un écrou de presse-étoupe inférieur 48 et une douille de retenue de bourrage supérieure bridée 50 et est axialement alignée par ces deux éléments qui sont montés dans le passage du corps 18, de façon à retenir et à comprimer plusieurs anneaux de bourrage 46 entourant la tige 44 de la vanne. L'écrou de presse-étoupe inférieur 48 est vissé dans une partie taraudée 47a du passage 18, tandis que la douille 50 comporte une partie cylindrique 50a qui coulisse dans le passage 18 et une bride étendue 50b qui est alignée avec une bride saillante 11 sur le corps de la vanne 10 à laquelle elle est fixée par des boulons 51 et munis d'écrous qui s'étendent entre ces deux brides.
En serrant les boulons 51, on presse la douille 50a contre les anneaux de bour rage 46 de façon à les comprimer en contact d'étan chéité avec la tige 44 de la vanne. L'écrou de presse-étoupe inférieur 48 est pourvu d'un évidement conique 49 qui peut recevoir une bride conique cor respondante 80 prévue sur l'extrémité inférieure de la tige 44, de façon à procurer un autre joint d'étan chéité pour la tige lorsque l'opercule est dans sa position complètement ouverte, afin d'isoler la chambre de bourrage et de permettre un remplace ment des bourrages sans couper la pression.
Afin d'avoir un dispositif permettant de faire tourner la douille 34 pour actionner la tige 44, un volant 60 est monté sur la partie médiane conique 35 de la douille 34 et est retenu en place par un écrou de blocage 62. Grâce à cet agencement, la rotation de la douille 34, dans un sens sous l'action du volant 60, sollicite la tige 44 de la vanne axia- lement vers le haut et la rotation de la douille dans le sens inverse sollicite la tige 44 de la vanne vers le bas. Comme on peut le remarquer, il faut empê cher la tige 44 de la vanne de tourner pendant son mouvement de va-et-vient et cet effet est obtenu par. l'action de guidage d'un opercule 70 monté sur l'ex trémité inférieure de la tige 44.
Comme le montre clairement la fila. 6, l'extré mité inférieure de la tige 44 de la vanne est façonnée pour avoir la bride conique 80 et un tenon 82 en substance en forme de T inversé. L'opercule 70 de la vanne est pourvu d'une fente 71 en forme de T inversé correspondante, de sorte qu'en faisant cou lisser le tenon 82 dans la mortaise 71 de l'opercule, on relie l'opercule à l'extrémité de la tige 44 de la vanne. Le corps de l'opercule 70 de la vanne est dans l'ensemble rectangulaire et comporte de pro fondes rainures parallèles 74, ménagées dans une paire de surfaces latérales opposées, ainsi que des prolongements en forme de coin ou faces formant sièges 76 prévues sur les autres surfaces latérales opposées.
Les prolongements transversaux 14 du corps 10 de la vanne sont forés de façon à procurer des pas sages d'entrée 90 et de sortie 92 pour le fluide. Les premières parties 90a et 92a des passages 90 et 92 sont taraudées de façon à pouvoir être raccordées à des conduites appropriées (non représentées), d'au tres parties non taraudées 90b de ces passages ayant un diamètre réduit et s'étendant obliquement vers le haut pour aboutir à d'autres parties taraudées et élargies 90c et 92c, capables de recevoir des buse- lures formant sièges 94 et communiquant avec la chambre de fluide 20 du corps de la vanne.
Chaque buselure formant siège 94 est pourvue d'une face d'appui appropriée ou surface d'assise 94a capable de rencontrer une face d'assise 76 de l'opercule 70 et chaque buselure comprend un passage intérieur comportant une première partie 95 de section appro priée (hexagonale dans la construction représentée) destinée à recevoir une clef, et une seconde partie 95a de section circulaire correspondant au diamètre des parties 90b et 92b du passage non taraudé.
L'opercule 70 est maintenu dans la position parallèle nécessaire par un prolongement de guidage fourchu de l'opercule 75 prévu sur un organe d'obtu ration 77 du corps de la vanne. L'organe d'obtura tion 77 de la vanne comprend une bride extérieure 79 du profil rectangulaire correspondant à la base 16 du corps de la vanne et un bossage circulaire 81 capable de s'ajuster étroitement dans l'extrémité inférieure de la chambre de fluide 20 du corps de la vanne. Une gorge annulaire 83 est prévue autour de la base du bossage 81 de l'organe d'obturation et est capable de recevoir un joint d'étanchéité annu laire 87 qui s'emboîte dans un évidement annulaire 81 prévu dans la partie de la base 16 du corps de la vanne qui entoure l'extrémité ouverte de la cham bre de fluide 20.
La base 16 du corps de la vanne est pourvue de quatre ouvertures taraudées espacées l'une de l'au tre, et la bride 79 de l'organe de fermeture est pour vue de quatre ouvertures espacées de façon corres pondante 71 destinées à recevoir des boulons de retenue 89. Une ouverture taraudée 99 est prévue dans le centre axial de l'organe d'obturation et un bouchon d'inspection fileté 100 est vissé dans cette ouverture.
Les bras de guidage espacés de façon parallèle 75a et 75b du prolongement de guidage 75 de l'oper cule coulissent dans les rainures 74 du corps de l'opercule, de sorte que le mouvement de va-et-vient de l'opercule est positivement maintenu aligné pour assurer la coïncidence des faces d'assise 76 de l'oper- cule avec les faces d'assise obliques opposées 94a de la vanne.
Grâce à cet agencement, lorsqu'il faut enlever l'opercule 70, et/ou la tige 44 de la vanne pour les entretenir ou les remplacer, on enlève l'organe d'ob turation 77 du corps de la vanne, on fait coulisser les bras de guidage 75a et 75b de l'opercule, de façon à les séparer des rainures 74 du corps de l'opercule ; on élève ensuite l'opercule 70 dans la chambre de fluide 20 du corps de la vanne jusqu'à ce que les faces d'assise 76 soient complètement dégagées des sièges 94 de la vanne.
On fait ensuite tourner l'opercule de 900, par exemple à l'aide d'un tournevis ou d'un outil analogue, de façon que les surfaces latérales portant les rainures 74 soient en ligne avec les sièges 94 de la vanne. Comme ces surfaces latérales sont parallèles et espacées l'une de l'autre d'une distance inférieure aux faces d'assise opposées 76, on peut alors abaisser l'opercule au- delà des sièges 94 de la vanne et le faire sortir de la chambre 20 du corps de la vanne.
On peut enlever l'opercule, si on le désire, de la tige 44 de la vanne ou, en continuant à faire tourner le volant 60, amener la tige 44 à se dévisser complètement de la douille 34 de façon à pouvoir également la retirer de l'intérieur du corps de la vanne.
Si on désire enlever les buselures formant sièges 94 de la vanne, on peut réaliser cette opération aisé ment, comme le montrent les lignes pointillées sur la fig. 4, en insérant -l'extrémité coudée d'une clef dans un passage intérieur de forme correspondante 95. L'extrémité de la clef est empêchée de traverser complètement l'intérieur des buselures 94, ce qui pourrait amener une détérioration de la face d'assise 94a, par la différence de section 95a du passage intérieur de la buselure qui, en étant circulaire, pro cure un épaulement ou un arrêt 95 contre lequel l'extrémité de la clef peut prendre appui.
Il ressort des dessins annexés et de la description qui précède que l'on peut aisément aussi enlever le bourrage de la tige de la vanne- ainsi que la douille d'actionne ment de la tige 34 et ses éléments associés sans enlever la vanne et tout en laissant l'installation sous pression.
Il n'est pas nécessaire d'enlever le corps de la vanne d'arrêt de l'invention d'une canalisation pour l'entretenir ou la réparer pendant la marche de l'ins tallation. De plus, l'élimination du joint d'étanchéité habituel prévu entre le chapeau et le corps de la vanne réduit le problème des fuites que l'on ren contre dans les constructions de vannes d'arrêt con nues de ce type.
La raison principale des ennuis dus aux joints et aux fuites dans des vannes d'arrêt standard comportant un chapeau séparé boulonné au corps de la vanne réside dans le fait que les ten sions imposées dans la matière des boulons de rete nue lors de l'ouverture et de la fermeture de la vanne varient continuellement puisque la tige de la vanne est montée dans le chapeau, tandis que les surfaces d'assise sont fixées dans le corps de la vanne.
Les tensions sont provoquées par l'ouverture et la fer meture de la vanne ainsi que par des différences de température lorsque la vanne est ouverte ou fermée. Chaque fois que l'on ferme la vanne, le corps de la vanne est sous l'influence de la température régnant dans la conduite, tandis que le chapeau se refroidit à la température ambiante.
Le bouchon d'inspection 100 permet de vérifier l'étanchéité de l'opercule et des sièges pendant que la conduite est sous pression. En dévissant le bou chon 100, lorsque l'opercule est dans sa position fermée, on peut détecter toute fuite à travers l'oper cule et les sièges à l'oeil nu.