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REVENDICATIONS
1. Vanne papillon comprenant un corps de vanne (6), un obturateur (10) constitué d'au moins une plaque circulaire (il) qui, en position fermée, obture la vanne et, en position ouverte, est parallèle à l'axe longitudinal de celle-ci (14), ledit obturateur pivotant autour d'un axe (13) intérieur à la vanne, l'axe de pivotement étant matérialisé par deux paliers fixés au corps (6) et par deux tourillons (12) mis dans le prolongement l'un de l'autre et fixés à la plaque (11) en deux bords diamétralement opposés, cette plaque (11) comprenant en outre, monté le long de son bord extérieur, un joint de travail (15) en matière élastique qui, en position fermée de l'obturateur, coopère avec un siège porté par le corps (6) de vanne pour assurer son étanchéité,
caractérisée en ce qu'un siége (18) pour un joint de réserve est monté dans le corps (6) de la vanne et un joint de réserve (19) le long du bord extérieur de la plaque (11), à l'amont du joint de travail (15) et de telle façon que, lors du fonctionnement normal et lorsque l'obturateur est en position de fermeture, une lumière (20) subsiste entre ce joint de réserve et son siège qui, lors d'une révision de la vanne, peut être déplacé axialement et amené en contact avec le joint de réserve, supprimant la lumière et assurant l'ètanchéité de la vanne à l'amont du joint de travail qui peut alors être revisé même si la partie amont du corps de vanne est sous pression.
2. Vanne papillon selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord extérieur de la plaque est recouverte par une couche (22) de métal inoxydable ayant de bonnes caractéristiques de résistance à l'abrasion.
3. Vanne papillon selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couche de métal (22) est exécutée de façon à constituer un bourrelet (25) métallique situé au droit du joint de réserve, bourrelet constituant un limiteur de déplacement axial du siège (18) du joint de réserve.
4. Vanne papillon selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'obturateur comprend au moins deux plaques reliées l'une à l'autre par des tôles disposées en treillis conférant à l'ensemble une résistance suffisante autorisant, lorsque la vanne est en position d'ouverture, I'écoulement d'une partie du fluide à travers les mailles du treillis (28), I'une des plaques (11) étant plane, excentrée par rapport à l'axe de pivotement et constituant l'obturateur (10) proprement dit.
Les vannes papillons sont surtout utilisées pour des installations hydrauliques de chute relativement basse. Mais, aujourd'hui, avec l'évolution de la construction et la transformation des formes des lentilles qui sont, pour des installations de grandes dimensions, la plupart du temps réalisées sous la forme d'une poutre à treillis, ces vannes sont utilisées pour des chutes de plus en plus élevées. Elles ont l'avantage d'être de construction peu encombrante, de fonctionnement sûr et économique.
L'augmentation de la dimension des vannes alliée à l'augmentation des pressions de service a naturellement entraîné la construction de meilleurs dispositifs d'étanchéité constitués en principe de deux éléments dont l'un est porté par l'obturateur et l'autre par le corps de la vanne, ces éléments étant pressés l'un contre l'autre pour obtenir l'étanchéité.
Mais ces organes sont, de par leur fonction même, soumis à des usures importantes se produisant sur l'une, sur l'autre ou sur les deux pièces mises en contact pour assurer l'étanchéité, principalement lorsque la vanne est fermée et les deux faces de l'obturateur soumises à une forte différence de pression, d'oû la nécessité de révisions assez fréquentes impliquant la vidange de l'installation hydraulique, car l'accès aux pièces assurant l'étanchéité ne peut se faire que si la vanne est hors pression.
La vanne papillon selon la présente invention vise à pallier ces défauts et à permettre le remplacement du joint assurant l'étanchéité lors du fonctionnement normal, sans avoir à vider l'installation hydraulique. Cette invention concerne plus précisément une vanne papillon comprenant un corps de vanne, un obturateur constitué d'au moins une plaque circulaire qui, en position fermée, obture la vanne et, en position ouverte, est parallèle à l'axe longitudinal de celle-ci, ledit obturateur pivotant autour d'un axe intérieur à la vanne, I'axe de pivotement étant matérialisé par deux paliers fixés au corps et par deux tourillons mis dans le prolongement l'un de l'autre et fixés à la plaque en deux bords diamétralement opposés, cette plaque comprenant en outre, monté le long de son bord extérieur, un joint de travail en matière élastique qui,
en position fermée de l'obturateur, coopère avec un siège porté par le corps de vanne pour assurer son étanchéité.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention et une variante.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale de la vanne papillon dont l'obturateur est une plaque simple excentrée.
La fig. 2 représente une variante d'exécution de l'obturateur qui, dans ce cas, est à plaque double et à treillis.
La fig. 3 est une vue partielle, à plus grande échelle, de la fig. 1 représentant un détail des joints d'étanchéité.
Le fonctionnement d'une vanne papillon est bien connu. Elle est constituée principalement d'un obturateur 10 représenté à la fig. 1 sous la forme d'une plaque de tôle épaisse et circulaire. Au bord de cette plaque, deux tourillons 12 d'un même diamètre sont fixés à ses extrémités qu'ils prolongent à l'extérieur. Ces tourillons sont montés dans des paliers, non représentés au dessin, portés par le corps de la vanne 6. Ces paliers supportent l'obturateur et lui permettent de pivoter.
Une extrémité d'un ou des deux tourillons 12 est prolongée par un arbre de manoeuvre 40 pour la fixation des leviers nécessaires à la manoeuvre exécutée normalement par des vérins hydrauliques non représentés au dessin.
Dans les fig. 1 et 2, l'obturateur est représenté en position fermée. Il comporte deux joints 15 et 19 fixés sur son bord extérieur et en font le pourtour complet. Ces joints, exécutés en caoutchouc, ou en matériau dont la dureté et la résistance chimique ont été choisies en fonction des conditions d'exploitation: pression et nature de l'eau sont montées sans solution de continuité, donc comme s'ils étaient constitués d'une seule pièce. Ils sont fixés à l'obturateur par l'intermédiaire d'anneaux de fixation 16 et 21. Le bord extérieur de ces joints dépasse légèrement le bord de la plaque 11 constituant l'obturateur.
En position fermée, l'obturateur porté par ses tourillons et paliers occupe normalement la position représentée sur les fig. 1 et 2 où le joint de travail 15 presse contre son siège 17. Les dimensions de ces organes ont été choisies de telle façon que, dans cette position, ils sont soumis à une légère déformation entraînant une compression intérieure provoquant l'établissement d'une pression d'appui régnant entre le joint et le siège, pression au moins égale à celle de l'eau de l'installation hydraulique.
La vanne selon la fig. 1 est fermée et étanche. Pour la mise en service de l'installation hydraulique, il suffit de faire pivoter la vanne d'un quart de tour de l'axe de pivotement 13, I'obturateur venant occuper une position correspondant à celle dessinée en traits mixtes.
La fig. 3 représente, à plus grande échelle, les mêmes éléments que la fig. 1, et notamment la présence d'un second joint de réserve 19 fixé à la plaque 11 de l'obturateur 10 par l'intermédiaire d'un anneau 21 et à l'amont du joint de travail 15. Le corps de la vanne comprend un siège supplémentaire 18 qui peut coulisser longitudinalement par rapport à la vanne.
En effet, il est guidé sur ses bords extérieurs et constitue avec le corps de la vanne une chambre de manoeuvre hydraulique 30 qui peut être mise en ou hors pression. Deux joints auxiliaires 29 sont montés pour assurer l'étanchéité de cette chambre. Pour mettre en service le joint de réserve, il suffit d'ouvrir le robinet 33 de commande du joint de réserve pour que le fluide de commande du joint 41, passant par la tuyauterie 32 et une canalisation 31, arrive dans la chambre de manoeuvre 30 qu'elle met sous pression. Cette
mise sous pression entraîne une poussée agissant de droite à gauche sur le siège 18 du joint de réserve qui se déplace dans ce sens, jusqu'à ce que son bord intérieur vienne appuyer contre la surface extérieure du joint de réserve 19, supprimant ainsi la lumière 20. Un bourrelet 25, ménagé sur le pourtour de la plaque de l'obturateur, peut constituer une butée limitant le déplacement du siège 18. Dès que ce siège 18 est en contact avec lejoint de réserve 19 et que la pression existant entre ces deux pièces est égale ou supérieure à celle régnant dans le corps de la vanne, I'étanchéité est assurée par le joint de réserve 18.
Dans cet état, le joint 15 peut être démonté et, s'il y a lieu, changé. A cet effet, il suffit de retirer un tronçon de conduite aval 9 pour pouvoir accéder à la face aval de l'obturateur, enlever l'anneau de fixation du joint de travail 16 et le joint de travail proprement dit 15 et le remplacer.
Un dispositif auxiliaire représenté par les pièces 34 à 38 permet d'assurer la position du siège mobile 18 du joint de réserve. En effet, une série de filetages 36 est ménagée dans le corps de la vanne, filetages dans lesquels un écrou 34 est monté, ainsi qu'indiqué sur la figure. Une vis de commande 35 également filetée peut être déplacée axialement par rotation en agissant sur son carré de manoeuvre 38.
L'extrémité opposée 37 de cette vis vient appuyer contre une surface du siège mobile 18 et le pousse de droite à gauche pour le maintenir dans la position voulue. Il est clair que l'installation comprend autant de jeux de pièces 34 à 38 que nécessaire, répartis tout autour du corps de la vanne.
Afin de localiser l'usure des joints de service et de réserve de préférence sur les joints de travail 15 et de réserve 19, les surfaces intérieures des sièges peuvent être revêtues d'une couche métallique dure inoxydable, résistant à l'usure.
La fig. 2 représente un obturateur en treillis dont le fonctionnement est identique à celui de la fig. 1. Dans ce cas, la plaque excentrée portant les deux joints 15 et 19 est plus mince, la rigidité nécessaire de l'obturateur est obtenue par une plaque auxiliaire 26 entretoisée par des tôles 27 disposées en treillis.
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CLAIMS
1. Butterfly valve comprising a valve body (6), a shutter (10) consisting of at least one circular plate (il) which, in the closed position, closes the valve and, in the open position, is parallel to the axis longitudinal of the latter (14), said shutter pivoting about an axis (13) inside the valve, the pivot axis being materialized by two bearings fixed to the body (6) and by two pins (12) placed in the extension of one another and fixed to the plate (11) in two diametrically opposite edges, this plate (11) further comprising, mounted along its outer edge, a working seal (15) of elastic material which, in the closed position of the shutter, cooperates with a seat carried by the valve body (6) to ensure its tightness,
characterized in that a seat (18) for a reserve seal is mounted in the body (6) of the valve and a reserve seal (19) along the outer edge of the plate (11), upstream of the working seal (15) and in such a way that, during normal operation and when the shutter is in the closed position, a light (20) remains between this reserve seal and its seat which, during a revision of the valve can be moved axially and brought into contact with the reserve seal, eliminating the light and ensuring the sealing of the valve upstream of the working seal which can then be revised even if the upstream part of the valve body is under pressure.
2. Butterfly valve according to claim 1, characterized in that the outer edge of the plate is covered by a layer (22) of stainless metal having good abrasion resistance characteristics.
3. Butterfly valve according to claim 2, characterized in that the metal layer (22) is executed so as to constitute a metal bead (25) located in line with the reserve gasket, bead constituting a limiter of axial displacement of the seat ( 18) of the reserve gasket.
4. Butterfly valve according to claim 1, characterized in that the shutter comprises at least two plates connected to each other by sheets arranged in a lattice giving the assembly sufficient resistance allowing, when the valve is in open position, the flow of part of the fluid through the meshes of the mesh (28), one of the plates (11) being planar, eccentric with respect to the pivot axis and constituting the shutter ( 10) proper.
Butterfly valves are mostly used for relatively low head hydraulic installations. But, today, with the evolution of construction and the transformation of the shapes of the lenses which are, for large installations, most of the time made in the form of a lattice beam, these valves are used for increasingly high falls. They have the advantage of being space-saving, safe and economical to operate.
The increase in the size of the valves combined with the increase in operating pressures has naturally led to the construction of better sealing devices consisting in principle of two elements, one of which is carried by the shutter and the other by the valve body, these elements being pressed against each other to obtain sealing.
But these organs are, by their very function, subject to significant wear occurring on one, on the other or on the two parts brought into contact to ensure sealing, mainly when the valve is closed and both faces of the shutter subjected to a large pressure difference, hence the need for fairly frequent overhauls involving the draining of the hydraulic installation, since access to the parts ensuring sealing can only be done if the valve is off pressure.
The butterfly valve according to the present invention aims to remedy these defects and to allow the replacement of the seal ensuring the seal during normal operation, without having to empty the hydraulic installation. This invention relates more precisely to a butterfly valve comprising a valve body, a shutter consisting of at least one circular plate which, in the closed position, closes the valve and, in the open position, is parallel to the longitudinal axis thereof. , said shutter pivoting about an axis inside the valve, the pivot axis being materialized by two bearings fixed to the body and by two pins placed in the extension of one another and fixed to the plate in two edges diametrically opposite, this plate further comprising, mounted along its outer edge, a working seal of elastic material which,
in the closed position of the shutter, cooperates with a seat carried by the valve body to ensure its tightness.
The accompanying drawing shows, schematically and by way of example, an embodiment of the invention and a variant.
Fig. 1 is an axial sectional view of the butterfly valve, the shutter of which is a simple eccentric plate.
Fig. 2 shows an alternative embodiment of the shutter which, in this case, is a double plate and a trellis.
Fig. 3 is a partial view, on a larger scale, of FIG. 1 showing a detail of the seals.
The operation of a butterfly valve is well known. It mainly consists of a shutter 10 shown in FIG. 1 in the form of a thick and circular sheet metal plate. At the edge of this plate, two pins 12 of the same diameter are fixed at its ends which they extend outside. These pins are mounted in bearings, not shown in the drawing, carried by the body of the valve 6. These bearings support the shutter and allow it to pivot.
One end of one or two pins 12 is extended by an operating shaft 40 for fixing the levers necessary for the operation normally carried out by hydraulic jacks not shown in the drawing.
In fig. 1 and 2, the shutter is shown in the closed position. It has two seals 15 and 19 fixed on its outer edge and make the entire periphery. These seals, made of rubber, or of a material whose hardness and chemical resistance have been chosen according to the operating conditions: pressure and nature of the water are mounted without a solution of continuity, therefore as if they were made of 'one piece. They are fixed to the shutter by means of fixing rings 16 and 21. The outer edge of these seals slightly exceeds the edge of the plate 11 constituting the shutter.
In the closed position, the shutter carried by its trunnions and bearings normally occupies the position shown in FIGS. 1 and 2 where the working seal 15 presses against its seat 17. The dimensions of these members have been chosen so that, in this position, they are subjected to a slight deformation causing internal compression causing the establishment of a contact pressure prevailing between the seal and the seat, pressure at least equal to that of the water in the hydraulic installation.
The valve according to fig. 1 is closed and waterproof. For the commissioning of the hydraulic installation, it suffices to rotate the valve a quarter of a turn of the pivot axis 13, the shutter occupying a position corresponding to that drawn in phantom.
Fig. 3 shows, on a larger scale, the same elements as FIG. 1, and in particular the presence of a second reserve seal 19 fixed to the plate 11 of the shutter 10 by means of a ring 21 and upstream of the working seal 15. The valve body comprises an additional seat 18 which can slide longitudinally relative to the valve.
Indeed, it is guided on its outer edges and constitutes with the valve body a hydraulic operating chamber 30 which can be pressurized or depressurized. Two auxiliary seals 29 are mounted to seal this chamber. To put the reserve seal into service, it suffices to open the reserve valve control valve 33 so that the seal control fluid 41, passing through the piping 32 and a pipe 31, arrives in the operating chamber 30. that she puts under pressure. This
pressurization causes a thrust acting from right to left on the seat 18 of the reserve seal which moves in this direction, until its inner edge comes to press against the external surface of the reserve seal 19, thus eliminating the light 20. A bead 25, formed on the periphery of the shutter plate, can constitute a stop limiting the movement of the seat 18. As soon as this seat 18 is in contact with the reserve joint 19 and that the pressure existing between these two parts is equal to or greater than that prevailing in the valve body, the seal is ensured by the reserve seal 18.
In this state, the seal 15 can be dismantled and, if necessary, changed. For this purpose, it suffices to remove a downstream pipe section 9 in order to be able to access the downstream face of the shutter, remove the fixing ring from the working seal 16 and the working seal itself 15 and replace it.
An auxiliary device represented by parts 34 to 38 makes it possible to ensure the position of the movable seat 18 of the reserve seal. Indeed, a series of threads 36 is formed in the body of the valve, threads in which a nut 34 is mounted, as shown in the figure. A control screw 35 also threaded can be moved axially by rotation by acting on its operating square 38.
The opposite end 37 of this screw presses against a surface of the movable seat 18 and pushes it from right to left to maintain it in the desired position. It is clear that the installation includes as many sets of parts 34 to 38 as necessary, distributed all around the valve body.
In order to locate the wear of the service and reserve seals, preferably on the work 15 and reserve 19 seals, the interior surfaces of the seats can be coated with a hard, wear-resistant, stainless metal layer.
Fig. 2 shows a lattice shutter whose operation is identical to that of FIG. 1. In this case, the eccentric plate carrying the two seals 15 and 19 is thinner, the necessary rigidity of the shutter is obtained by an auxiliary plate 26 braced by sheets 27 arranged in a lattice.