CH415205A - Vanne - Google Patents

Description

      Vanne       La présente invention a pour objet une vanne  comportant deux sièges annulaires coaxiaux.  



  Cette vanne peut par exemple être appliquée aux  installations occupées par des fluides sous pression et  fractionnées en tronçons qu'il est nécessaire de pou  voir isoler les uns des autres en vue, par exemple, de  permettre la dépressurisation et la réparation d'un  tronçon défectueux en maintenant le reste de l'instal  lation sous pression. Chacune des vannes séparant  deux tronçons de ce type peut donc être soumise à  des forces de pression de sens opposé, suivant le  tronçon dépressurisé. Une telle disposition se rencon  tre fréquemment dans le circuit de refroidissement  par gaz des réacteurs nucléaires, circuit qui comporte  plusieurs branches en parallèle dont chacune doit  pouvoir être isolée des autres et dépressurisé sans  dépressurisation globale du réacteur.  



  Jusqu'à présent, ce problème avait été résolu soit  par l'emploi de vannes dont l'opercule était       déplaçable    transversalement à la conduite pour obtu  rer l'un ou l'autre des deux sièges prévus dans cel  le-ci, à un intervalle légèrement supérieur à l'épais  seur de l'opercule, soit par l'emploi de vannes com  portant deux volets pouvant basculer en sens inverse  pour venir s'appliquer l'un ou l'autre contre un siège  unique à deux portées.  



  Ces deux dispositifs présentent l'un et l'autre des  inconvénients. Le premier est extrêmement encom  brant puisqu'il exige que soit réservé au droit du  corps de vanne un dégagement de hauteur au moins  égale au diamètre de l'opercule. Le second est coû  teux par suite de la duplication de tout le dispositif  mobile (volet d'obturation et mécanisme de com  mande) et impose à l'écoulement une perte de charge  élevée en position d'ouverture.    La présente invention a pour but une vanne ne  présentant aucun des inconvénients     ci-dessus    et assu  rant un fonctionnement sûr.  



  Cette vanne est caractérisée en ce qu'elle com  prend un volet d'obturation unique applicable axiale  ment de façon étanche sur l'un ou l'autre des deux  sièges et des moyens de commande du volet permet  tant de déplacer celui-ci entre une position où il est  parallèle à l'axe des deux sièges et l'une des positions  où il vient s'appliquer contre un siège, lesdits moyens  imposant au volet un déplacement suivant un mouve  ment de translation sensiblement     perpendiculaire    aux  sièges au moins lors de son application contre un  siège ou son décollage.  



  Deux modes de réalisation de l'objet de l'inven  tion seront décrits à     titre        d'exemple,    en se     référant    au  dessin annexé, dont  la     fig.    1 est une vue en coupe d'un premier mode  de réalisation, les pièces étant représentées dans la  disposition qu'elles occupent lorsque la     vanne    est  ouverte,  la     fig.2    est une vue en coupe suivant le plan       II-II    de la     fig.    1, les pièces étant représentées dans la  disposition qu'elles occupent lorsque la vanne est en  cours de fermeture,

    la     fig.3    représente la vanne vue de l'extérieur  dans le sens de la flèche III de la     fig.    1,  la     fig.    4 est un schéma illustrant la cinématique de  fonctionnement de la vanne de la     fig.    1,  la     fig.    5, similaire à la     fig.    1, est une vue en coupe  d'un autre mode de réalisation,  la     fig.    6 similaire à la     fig.    2, est une vue en coupe  suivant la     ligne    VI-VI -de la     fig.    5,  la     fig.    7,     similaire    à la     fig.    3,

   représente la vanne      vue de l'extérieur dans le sens de la flèche     VII    de la       fig.    5, et  la     fig.    8, similaire à la     fig.    4, est un schéma illu  strant la cinématique de fonctionnement de la vanne  de la     fig.    5.  



  La vanne représentée en     fig.    1 à 4 comprend un  corps de vanne A, un volet B, un mécanisme de com  mande C et un mécanisme de guidage D du volet, et  tous ces éléments seront successivement décrits.  



  Le corps de vanne A peut consister simplement  en un tronçon de conduite 10 dans lequel sont fixés  par soudage deux sièges 12 et 14 dont les faces en  regard sont usinées pour     offrir    au volet d'obturation  B une portée convenable. Des joints toriques non  représentés peuvent être disposés dans des rainures  des sièges pour assurer l'étanchéité.  



  Le tronçon 10 porte une virole latérale 16 for  mant logement pour une partie du mécanisme de  commande C. Ce logement .est fermé de façon étan  che par une plaque amovible 18 permettant d'accéder  à la vanne en vue de son entretien et de sa réparation  éventuelle.  



  Le volet B est constitué par une simple plaque 20  présentant une portée plane destinée à venir s'appli  quer contre les sièges 12 et 14 et munie de deux       oreilles    22 de liaison avec le mécanisme de com  mande C et de deux bras rapportés 24 de liaison avec  le mécanisme de guidage D.  



  Le mécanisme de commande C comprend un bras       triangulaire    26 relié par une articulation aux oreilles  22 du volet 20 et à deux manivelles 28 et 30     (fig.    1).  L'articulation entre les oreilles du volet et le bras 26  est constitué par un axe 32 perpendiculaire à l'axe du  corps A     fixé    à la partie inférieure du bras et tournant  dans des alésages des oreilles 22.  



  Les deux manivelles sont solidaires de pivots ou  axes 34 situés aux angles supérieurs du bras 26 et  l'une des manivelles est fixée à un arbre de com  mande 36, perpendiculaire à l'axe des sièges. Cet  arbre traverse le corps de vanne et son extrémité  porte un plateau 38     (fig.3)        entrainable    en rotation  par un vérin 40 dont le fonctionnement est contrôlé  par un système hydraulique ou pneumatique non  représenté. Un dispositif E de verrouillage du plateau  est avantageusement prévu pour immobiliser la  vanne en position d'ouverture ou dans l'une des posi  tions de     fermeture,    comme on le verra plus loin.  



  Le mécanisme dg     guidage    D est     constitué    de deux  ensembles identiques symétriques dont un seul (celui  de gauche sur la     fig.    1) va     maintenant        être    décrit:  chacun de ces ensembles     comprend    l'un des bras 24  et une manivelle 42 tournant autour d'un axe 44 per  pendiculaire à l'axe des sièges et articulée sur la  manivelle. Le palier fixe dans lequel tourne l'axe 44  est muni d'une fourchette 46 de guidage d'un tenon  48 porté par le bras 24 et dont le rôle .apparaîtra plus  loin.  



  On peut schématiser les mécanismes de com  mande et de guidage sous la     forme    représentée en       fig.    4: le volet B est     lié    par une     articulation    à une    manivelle 42 qui impose au point d'articulation 50  une trajectoire circulaire complète (représentée en  traits mixtes sur les fié. 2 et 4); le volet B est égale  ment lié par un bras articulé 26 à deux bielles de  commande qui imposent aux points d'articulation 52  et 54 des trajectoires en arc de cercle (en traits mixtes  sur les     fig.    2 et 4).

   La longueur des manivelles et des  bras et les distances entre les points d'articulation  sont choisis de façon que l'axe 32     (fig.    1 et 4) décrive  sensiblement une ligne droite parallèle à l'axe de la  conduite, au moins lors de l'application ou du décol  lement du volet, et que la prise ou la perte de contact  du volet s'effectue sans glissements latéraux.  



  Le dispositif de verrouillage montré en     fig.    3 con  siste en un plateau 58 muni d'une dent 60 et qu'un  vérin permet de basculer entre deux positions. Dans       1o    position où il est représenté en     fig.3,

      le vérin       maintient    le plateau dans une position pour laquelle  la dent 60 est écartée du plateau 38 dont le pourtour  présente trois encoches disposées en des points tels  qua la     coïncidence        dei        l'encoche    médiane     avec    la     dent     60 correspond à la position ouverte du volet et que la  coïncidence de l'une des deux encoches latérales avec  la dent corresponde à l'une des deux positions fer  mées.  



  Le fonctionnement de la vanne ressort de la desc  ription qui précède. Pour amener le volet en position  de     fermeture    à partir de celle où il est représenté en       fig.    1 on le déverrouille par commande du vérin 56,  puis on actionne le vérin 40 dans le sens convenable.  Il faut cependant noter qu'en position d'ouverture les  articulations 32, 44 et 50 sont alignées et qu'en l'ab  sence du dispositif de guidage au départ, rien n'obli  gerait le point 32 à décrire sa trajectoire circulaire  dans un sens plutôt que dans l'autre lorsque le bras  oscillant 26 bascule.

   Ce risque est levé par l'adjonc  tion du tenon 48 et de sa fourchette de guidage 46: on  voit en effet que le tenon 48 décrit à partir du point  qu'il occupe en position ouverte deux arcs de courbe  différents (représentés en traits mixtes sur la     fig.4)     suivant le sens du déplacement de l'axe 32.  



  Ce dispositif, qui pourrait être remplacé par un  autre équivalent rend le     système    complètement     rever-          sible.     



  Lorsque le volet approche de la position où il  s'applique contre le siège (position représentée en  traits mixtes sur la     fig.2),    on voit que sa trajectoire  consiste sensiblement en une translation perpendicu  laire au siège; l'application se fait donc de façon nor  male, sans glissements qui pourraient être préjudici  ables à l'étanchéité et provoquer des coincements ou  des détériorations.  



  Le     pourtour    du plateau 38     représenté    est en  forme d'arc de cercle; il serait également possible de  lui donner un profil différent, de façon à ce qu'il  forme came, repousse la dent 60 lors de l'approche  de la position de fermeture et assure ainsi un rôle  amortisseur.      Le second mode de réalisation, dont les     différen-          ces    essentielles avec le précédent portent sur le méca  nisme de guidage du volet, est représenté sur les     fig.    5  à 8.  



  Pour plus de clarté les éléments correspondants  des deux modes de réalisation portent le même  numéro de référence,     affecté    de l'indice prime sur les  fi-. 5 à 8.  



  La vanne comprend encore un corps de vanne  <I>A',</I> un volet<I>B',</I> un mécanisme de commande C', un  mécanisme de guidage D', et un dispositif de ver  rouillage E'. Le corps de vanne A' présente une dis  position générale     similaire    à celle de la première  vanne. Le volet B' se différencie cependant du volet  B en ce qu'il est muni d'un seul bras 26' de liaison  avec le mécanisme de commande, fixé au lieu d'être  articulé.  



  Le mécanisme de guidage D' se réduit à deux  galets 62 tournant autour d'axes 64     fixés    à des     saillies     24' et disposés sensiblement suivant un diamètre du  volet. Ces deux galets roulent dans des glissières 66  ménagées à cet effet dans la paroi du corps de vanne  A', parallèlement à l'axe de celui-ci.  



  Le mécanisme de commande C' est constitué par  une manivelle unique 28' dont le rayon est tel qu'elle  décrive un cercle complet (représenté en traits mixtes  sur la     fig.    6), lorsque le volet passe d'une de ses posi  tions d'obturation à l'autre. Cette manivelle est portée  par un arbre 36' qui traverse le corps     die    vanne et  porte à son extrémité un plateau 38' muni d'un sec  teur denté. Un vérin 40' commande la rotation de ce  plateau.  



  Le dispositif de verrouillage E' se compose d'un  vérin de commande d'un plateau basculant 58' muni  d'une dent 60' et d'un plateau rotatif 68 muni de  deux encoches. Le plateau 68 porte un pignon qui  engrène le secteur denté du plateau 38' et le rapport  de démultiplication est choisi pour que le plateau 68  effectue une rotation complète lorsque le volet B'  passe d'une position d'obturation à l'autre.  



  Un dispositif de guidage initial à partir de la posi  tion d'ouverture similaire à celui du premier mode de  réalisation, doit être prévu: il consiste en un tenon  48' porté par le bras 26' et engagé dans une four  chette de guidage fixe 46'     (fig.    5 et 6).  



  Le fonctionnement de cette vanne présentant une  certaine similitude avec celui du premier mode de  réalisation et     ressortant    clairement de la description  et des figures, il ne semble pas nécessaire de le déc  rire.

Claims (1)

1. REVENDICATION Vanne comportant deux sièges annulaires coaxi aux, caractérisée en ce qu'elle comprend un volet d'obturation unique applicable axialement de façon étanche sur l'un ou l'autre des deux sièges et des moyens de commande du volet permettant de dépla cer celui-ci entre une position où il est parallèle à l'axe .des deux sièges et l'une des positions où il vient s'appliquer contre un siège, lesdits moyens imposant au volet un déplacement suivant un mouvement de translation sensiblement perpendiculaire aux sièges au moins lors de son application contre un siège ou de son d écollage de celui-ci. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Vanne suivant revendication, caractérisée en ce que les moyens de commande comprennent un bras triangulaire articulé d'une part sur le volet d'ob turation suivant un axe perpendiculaire à celui du corps de vanne et proche d'un diamètre du volet, et d'autre part sur deux manivelles dont les axes d'arti culation avec le bras et les axes de rotation dans le corps de vanne sont parallèles à l'axe d'articulation du bras sur le volet, l'une au moins des manivelles étant entraînable en rotation par des moyens moteurs. 2.

   Vanne suivant revendication, caractérisée en ce que les moyens de commande comprennent un bras de guidage solidaire du volet et articulé sur une manivelle tournant autour d'un axe parallèle aux axes d'articulation du bras de commande. 3. Vanne suivant la revendication, caractérisée en ce que les moyens de commande comprennent un bras solidaire du volet et articulé, autour d'un axe perpendiculaire à celui du corps de vanne, sur une manivelle entraînable en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe d'articulation et situé dans le plan médian entre les deux sièges par des moyens moteurs. 4.

   Vanne suivant la revendication, caractérisée en ce que les moyens de commande comprennent des moyens de roulement portés par le volet, disposés sensiblement suivant le diamètre de celui-ci parallèle à l'axe de rotation de la manivelle et roulant dans des organes de guidage prévus sur le corps de vanne parallèlement à l'axe de celui-ci. 5. Vanne suivant la sous-revendication 4, carac térisée en ce qu'elle comprend des organes de guidage du volet à proximité de sa position d'ouverture, com prenant au moins un tenon porté par le volet et dis posé hors :du plan de la portée d'obturation de celui-ci, et un guidage avec lequel le tenon est en contact lorsque le volet occupe une position proche de sa position de pleine ouverture. 6.

   Vanne suivant la revendication, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un dispositif de verrouillage comprenant un premier plateau à dents porté par l'axe de la manivelle de commande et un organe de verrouillage constitué d'un deuxième plateau à dents porté par le corps de vanne et déplaçable entre une position où il libère le premier plateau et une position où il s'engage dans l'une des encoches ménagées dans ce plateau, pour venir en coïncidence avec ledit organe lorsque le volet occupe sa position de pleine ouverture ou l'une -de ses positions de fermeture.