CH631791A5 - Procede et dispositif de montage d'un element de reglage de debit dans une conduite tubulaire. - Google Patents

Procede et dispositif de montage d'un element de reglage de debit dans une conduite tubulaire. Download PDF

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CH631791A5 CH431679A CH431679A CH631791A5 CH 631791 A5 CH631791 A5 CH 631791A5 CH 431679 A CH431679 A CH 431679A CH 431679 A CH431679 A CH 431679A CH 631791 A5 CH631791 A5 CH 631791A5
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Description

La présente invention concerne un procédé de montage d'un élément de réglage de débit dans une conduite tubulaire et un dispositif pour la mise en pratique de ce procédé.
45 Actuellement, lorsqu'il est nécessaire de régler le débit d'un fluide dans une conduite, on coupe la conduite pour intercaler une vanne qui est reliée aux deux parties de la conduite par des brides, des pas de vis, des soudures ou tout autre moyen de raccordement. L'élément de réglage de débit peut être un obturateur sphérique, un disque 50 coulissant ou rotatif, etc. Dans les procédés classiques de montage, l'obturateur fait partie d'un sous-ensemble autonome, la vanne, dont le corps comporte une entrée et une sortie à raccorder aux deux parties de la conduite par des brides, des manchons filetés ou tout autre système équivalent.
55 Le principal reproche que l'on puisse faire à de telles vannes est que leur montage nécessite l'interruption du service pour couper la conduite sur une longueur correspondant à celle de la vanne. Un autre inconvénient est que le montage de la vanne nécessite des opérations longues et coûteuses en main-d'œuvre. En outre, les 60 différentes méthodes de raccordement introduisent des risques de fuites sous l'effet de la fatigue du métal, des vibrations, des variations de température, etc. De plus, l'obturateur de la vanne, qu'il soit plat, conique, sphérique ou autre, ne peut être vérifié et entretenu en service, car il faut généralement sortir la vanne complète de la 65 conduite. Enfin, dans de nombreux types de vannes, la présence de l'obturateur réduit la section d'écoulement et crée des turbulences, même lorsqu'il est ouvert au maximum, notamment dans le cas des vannes papillons.
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La présente invention a donc pour objet un procédé de montage d'un élément de réglage de débit dans une conduite tubulaire, et un dispositif pour la mise en pratique de ce procédé, réduisant ou éliminant les inconvénients des procédés et des dispositifs de l'art antérieur.
A cet effet, le procédé selon l'invention est exécuté tel que défini dans la revendication 1.
Le procédé de l'invention permet de monter un élément de réglage de débit en un point quelconque d'une conduite ou d'une tuyauterie en un minimum de temps, avec un minimum d'effort et à un coût très sensiblement réduit à la fois pour la fabrication de la vanne et pour son installation. De plus, l'élément de réglage de débit peut être monté sur une conduite en service sans interruption de l'écoulement du fluide. Il est enfin possible d'escamoter complètement l'obturateur variable en position ouverte pour rétablir la section d'origine de la conduite.
Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple, deux modes de réalisation de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective d'une première forme du dispositif de l'invention monté sur une conduite tubulaire.
La fig. 2 est une vue en perspective de la partie supérieure du corps de la fig. 1 représentée en position inversée.
La fig. 3 est une vue en perspective d'une seconde forme du dispositif de l'invention monté sur une conduite tubulaire.
La fig. 4 est une vue en perspective de l'élément de réglage de débit associé à un élément de réduction de la turbulence.
La fig. 5 est une coupe transversale dans un plan horizontal d'une forme légèrement modifiée d'élément de réglage de débit.
Sur les deux premières figures, les références 1 et 2 désignent les deux parties d'un corps parallélépipédique qui s'adapte autour d'une conduite cylindrique 3. Les blocs 1 et 2 sont sensiblement symétriques et chacun comporte une gorge semi-cylindrique longitudinale pour recevoir la conduite 3. Les blocs 1 et 2 sont serrés l'un contre l'autre autour de la conduite 3 au moyen de vis ou de boulons dont seuls les trous sont visibles sur les figures.
L'élément de réglage de débit 4 est un obturateur papillon qui est solidaire d'un axe de manœuvre 5. Le papillon 4 est de préférence entouré d'un joint d'étanchéité 6. On voit, sur la fig. 2, qu'une pièce longitudinale 7 est montée dans le fond de la gorge semi-cylindrique du bloc 1 et comporte un trou pour le passage de l'axe 5.
Pendant les opérations de montage du dispositif des fig. 1 et 2, une ouverture allongée 8 est découpée longitudinalement dans la paroi de la conduite 3. La longueur et la largeur de l'ouverture 8 sont suffisantes pour permettre l'introduction du papillon 4 et de son joint 6 à l'intérieur de la conduite. La forme et les dimensions de la pièce longitudinale 7 correspondent à celles de l'ouverture 8 pour rétablir la continuité de la surface intérieure de la conduite.
L'ouverture 8 peut être formée dans la paroi de la conduite par fraisage, meulage ou tout autre procédé équivalent. Le bloc 1 équipé de son papillon 4 est ensuite mis en place sur la conduite, le papillon étant orienté longitudinalement pour pouvoir pénétrer dans l'ouverture 8. Le second bloc 2 est ensuite mis en place et fixé au premier pour constituer l'ensemble complet de la fig. 1.
L'orientation du papillon 4 peut être modifiée en faisant tourner son axe 5 pour régler le débit du fluide dans la conduite 3. Lorsque le papillon 4 est en position transversale, comme sur la fig. 1, il interrompt totalement l'écoulement du fluide dans la conduite 3.
Cette première forme du dispositif de l'invention peut être considérée comme la version de base, supposant qu'il est possible de pratiquer une ouverture allongée 8 dans la conduite et d'y introduire le papillon 4 monté sur son bloc 1. Le second bloc 2 est ensuite mis en place et serré autour de la conduite. En faisant tourner l'axe 5, on peut amener le papillon dans une position angulaire quelconque entre sa position d'ouverture maximale parallèle aux filets de fluide et sa position de fermeture dans laquelle il obture complètement la section de la conduite.
Pour améliorer l'étanchéité à la fermeture, il est préférable que la périphérie du papillon 4 soit équipée d'un joint d'étanchéité 6. On notera que la pièce 7 remplit exactement l'ouverture 8 autour de l'axe 5 pour diminuer les turbulences à l'intérieur de la conduite.
La mise en œuvre de ce procédé suppose que l'on puisse découper l'ouverture 8 dans la conduite avec des outils classiques, ce qui n'est pas toujours possible sans interruption du service.
La seconde forme de l'invention illustrée sur la fig. 3 permet de résoudre ce problème.
Comme dans la première version du dispositif de l'invention, deux blocs 1,2 sont serrés autour d'une conduite tubulaire 3. Cependant, un logement d'obturateur 9 est fixé par des vis sur le dessus du corps supérieur 1. Le logement 9 comporte une cavité longitudinale ouverte vers la conduite 3. Les dimensions de cette cavité sont suffisantes pour contenir l'obturateur 4 dont l'axe 5 sort de la face supérieure du logement 9. Le bloc supérieur 1 comporte également une rainure transversale 11 contenant une lame 10 qui peut se déplacer perpendiculairement par rapport à l'axe de la conduite. On voit, sur la fig. 3, que la rainure 11 intersecte la gorge semi-cylindrique du bloc 1 dans laquelle passe la conduite 3. Ainsi, un mouvement de la lame 10 en direction de la conduite 3 a pour effet d'enlever une partie de la paroi de la conduite pour former une ouverture longitudinale 8. A la fin de son mouvement, la lame 10 s'immobilise dans une position finale prédéterminée et elle comporte de préférence une ouverture allongée parallèlement à l'axe de la conduite pour permettre l'introduction du papillon 4 de son logement 9 dans la conduite 3. En variante, la lame 10 peut être ramenée à sa position initiale avant l'introduction du papillon 4 de son logement 9 dans la conduite 3. En variante, la lame 10 peut être ramenée à sa position initiale avant l'introduction du papillon pour dégager l'ouverture 8.
Pour utiliser le dispositif de la fig. 3, on commence par monter les deux blocs 1,2 autour de la conduite 3 à l'endroit choisi. La lame 10 est ensuite actionnée avec une force suffisante, par exemple par une charge pyrotechnique, pour enlever une partie de la paroi de la conduite en formant une ouverture allongée 8. En appuyant sur l'axe 5, on fait descendre le papillon 4 à l'intérieur de la conduite 3 par l'ouverture 8. Si la lame 10 reste en position finale, l'obturateur 4 traverse également une ouverture appropriée de la lame, sinon la lame doit être préalablement rétractée à sa position de départ. Il est évident que le fluide éventuellement présent dans la conduite 3 remplit la cavité du logement 9 et l'étanchéité autour de l'axe 5 doit être assurée par un joint 12, par exemple une bague torique.
Lorsque le papillon 4 est en place dans la conduite, comme sur la fig. 3, il suffit d'imprimer un mouvement de rotation à son axe 5 pour le faire tourner entre ses positions d'ouverture et de fermeture. '
Il est clair que, même dans sa position d'ouverture complète, le papillon 4 introduit une faible turbulence dans l'écoulement à l'intérieur de la conduite 3. Pour supprimer cette perturbation, il est parfois préférable, lorsque le papillon est ouvert au maximum, de le rétracter dans son logement 9 par un mouvement axial de l'axe 5. On peut alors déplacer la lame 10 dans une position où elle obture complètement l'ouverture 8 pour supprimer toutes les discontinuités qui perturbent l'écoulement. Cette manœuvre est intéressante à un autre titre, car elle permet de démonter sans aucune fuite le logement 9 pour l'entretien ou le remplacement du papillon 4. Le dispositif de l'invention permet donc d'effectuer ces opérations sur une conduite en service.
Pour réduire la turbulence induite par l'ouverture 8, on peut ajouter une pièce de reconstitution de la paroi de la conduite qui descend en même temps que le papillon. Cette pièce 13 est représentée sur la fig. 4. Lorsque le papillon 4 est abaissé en position de service, la pièce 13, qui entoure librement l'axe 5, s'encastre dans l'ouverture 8 qu'elle obture complètement. Il est évident que l'épaisseur de la partie de la pièce 13 qui s'engage dans l'ouverture 8 doit correspondre à l'épaisseur de la paroi de la conduite.
La pièce d'obturation 13 n'est cependant pas toujours nécessaire, car l'ouverture 8 est parallèle à l'écoulement et ne produit que de très faibles turbulences.
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Sous l'effet de la pression du fluide, le papillon 4 et son axe 5 sont soumis à des efforts de flexion. Pour mieux résister à ces sollicitations, la périphérie du papillon est de préférence munie d'un pivot pointu 14 en un point diamétralement opposé à l'axe 5. Lors de l'introduction du papillon, le papillon 4 est représenté sous la forme d'un disque circulaire plan. On peut cependant lui donner d'autres formes, améliorant par exemple la qualité du contact périphérique avec l'intérieur de la conduite 3. La fig. 5 illustre une variante constituée de deux demi-disques décalés et fixés tangentiellement à l'axe 5. Leur rotation légèrement excentrique assure une meilleure 5 application du joint souple 6 contre la paroi de la conduite, et par conséquent une meilleure étanchéité.
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2 feuilles dessins

Claims (18)

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    REVENDICATIONS
    1. Procédé de montage d'un élément de réglage de débit dans une conduite tubulaire, caractérisé en ce qu'il consiste à découper dans la paroi de la conduite une ouverture longitudinale et à introduire par l'ouverture un obturateur papillon, de manière qu'il soit à l'intérieur de la section de la conduite, l'obturateur étant monté de façon à pouvoir tourner autour d'un axe entre une position de fermeture dans laquelle sa périphérie vient en contact avec la surface intérieure de la conduite et différentes positions d'ouverture réduisant plus ou moins la section intérieure de la conduite pour limiter l'écoulement d'un fluide.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur est escamotable vers une position située à l'extérieur de la paroi de la conduite pour libérer complètement la section d'écoulement et minimiser les turbulences.
  3. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'obturateur et son élément de manœuvre sont montés à l'intérieur de la conduite au moyen d'un boîtier amovible constitué d'au moins deux blocs fixés l'un à l'autre autour de la conduite.
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ouverture de la paroi de la conduite est découpée à l'aide d'une fraise, d'une meule ou d'une scie, les blocs constituant le boîtier étant ensuite fixés autour de la conduite.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ouverture longitudinale est découpée dans la paroi de la conduite par un outil mobile dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de la conduite, l'outil guidé transversalement étant actionné avec une force suffisante pour entamer la paroi de la conduite de façon à y former l'ouverture longitudinale.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on guide l'outil mobile dans une rainure transversale par rapport à la conduite pendant son mouvement d'enlèvement d'une partie de la paroi de la conduite.
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on déplace l'outil mobile, après avoir enlevé une partie de la paroi de la conduite, vers une seconde position dans laquelle il obture complètement l'ouverture qu'il a découpée.
  8. 8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on déplace l'outil mobile vers une première position en enlevant une partie de la paroi de la conduite, puis vers une seconde position par un mouvement inverse pour permettre l'introduction de l'obturateur à l'intérieur de la conduite.
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à assembler les deux parties d'un boîtier autour d'un point choisi de la conduite tubulaire, à déplacer un outil coupant vers la conduite dans une direction sensiblement perpendiculaire à son axe longitudinal pour enlever une partie de sa paroi et former une ouverture longitudinale dans la conduite, et à introduire l'obturateur à l'intérieur de la section de la conduite par l'ouverture allongée ainsi découpée.
  10. 10. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux blocs avec des gorges semi-cylindriques complémentaires qui peuvent être assemblés autour d'une canalisation tubulaire, l'un des blocs étant percé d'un trou dans lequel passe un axe rotatif qui porte à son extrémité un obturateur papillon dont la section correspond à la section intérieure de la canalisation tubulaire, l'obturateur étant disposé de façon à être introduit à l'intérieur de la canalisation par une ouverture longitudinale.
  11. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le premier bloc comporte dans sa gorge semi-cylindrique une saillie longitudinale qui, lorsque le bloc est assemblé sur la canalisation, vient s'adapter exactement dans l'ouverture découpée dans la paroi de la canalisation, l'axe de manœuvre de l'obturateur sortant à travers ladite saillie.
  12. 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le premier bloc comporte un élément mobile vers sa gorge semi-
    cylindrique dans une direction sensiblement perpendiculaire à son axe longitudinal, ledit élément ayant un bord coupant pour enlever une partie limitée de la paroi de la conduite pendant son mouvement transversal de façon à former dans ladite paroi une ouverture
    5 allongée parallèlement à l'axe de la conduite.
  13. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément mobile comporte une ouverture allongée transversalement par rapport à la direction de son mouvement et est agencée de façon à pouvoir prendre à la fin de ce mouvement de coupe une position io déterminée par rapport à la conduite pour que ladite ouverture transversale soit positionnée au-dessus de l'ouverture découpée dans la paroi de la conduite.
  14. 14. Dispositif selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'un logement amovible est fixé à la face extérieure du premier
    15 bloc et forme une cavité qui contient l'obturateur avant qu'il ne soit introduit dans la conduite tubulaire.
  15. 15. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que la périphérie de l'obturateur est entourée d'un joint d'étanchéité qui vient s'appliquer contre la surface intérieure de la
    20 conduite lorsque l'obturateur est en position de fermeture.
  16. 16. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que l'obturateur comporte dans le prolongement de son axe un pivot qui pénètre partiellement dans la paroi de la conduite â l'opposé de l'ouverture découpée pendant l'introduction de l'obtura-
    25 teur en position de service, le pivot facilitant la rotation de l'obturateur et augmentant sa rigidité.
  17. 17. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisé en ce qu'une pièce d'obturation montée libre en rotation sur l'axe au-dessus de l'obturateur vient s'engager dans l'ouverture découpée
    30 lorsque l'obturateur est en position de service pour reconstituer la paroi de la conduite en minimisant les perturbations de l'écoulement du fluide.
  18. 18. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 17, caractérisé en ce que l'obturateur est un papillon constitué de deux demi-disques
    35 circulaires se raccordant tangentiellement à un axe, le décalage des plans des demi-disques améliorant l'étanchéité de la fermeture de la conduite.
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