EP0375532A1 - Vanne à deux voies destinée à être montée en aval d'une conduite raclable de distribution de fluide - Google Patents

Vanne à deux voies destinée à être montée en aval d'une conduite raclable de distribution de fluide Download PDF

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EP0375532A1
EP0375532A1 EP89403527A EP89403527A EP0375532A1 EP 0375532 A1 EP0375532 A1 EP 0375532A1 EP 89403527 A EP89403527 A EP 89403527A EP 89403527 A EP89403527 A EP 89403527A EP 0375532 A1 EP0375532 A1 EP 0375532A1
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EP
European Patent Office
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piece
abutment
dip tube
sleeve
sliding sleeve
Prior art date
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EP89403527A
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German (de)
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EP0375532B1 (fr
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Eugène Le Devehat
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John Bean Technologies NV
FMC Technologies SAS
Original Assignee
FMC Europe NV
FMC Europe SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D3/00—Arrangements for supervising or controlling working operations
    • F17D3/03—Arrangements for supervising or controlling working operations for controlling, signalling, or supervising the conveyance of several different products following one another in the same conduit, e.g. for switching from one receiving tank to another
    • F17D3/08—Arrangements for supervising or controlling working operations for controlling, signalling, or supervising the conveyance of several different products following one another in the same conduit, e.g. for switching from one receiving tank to another the different products being separated by "go-devils", e.g. spheres
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/4238—With cleaner, lubrication added to fluid or liquid sealing at valve interface
    • Y10T137/4245—Cleaning or steam sterilizing
    • Y10T137/4273—Mechanical cleaning

Definitions

  • the invention relates to a two-way valve intended to be mounted downstream of a liquid distribution pipe, at the free end of a dip tube, in particular for the discharge of a liquid such as oil or petroleum product in a tank or cistern.
  • the captive nature of the sensors means that they are prevented from leaving the pipe freely; it is therefore necessary to provide in the downstream valves of this pipe, a stop for such a scraper capable of allowing a flow of liquid while avoiding the dragging of the scraper by said liquid.
  • the invention aims to overcome the aforementioned drawbacks by making the abutment mobile, which hitherto was fixed, and by subjecting the sliding shutter sleeve to this movable abutment: this makes it possible to establish a security which, as required, tends automatically keep the valve open or closed in the presence of a liquid pressure applying against the movable stop.
  • the invention proposes a two-way valve for a scrapable liquid distribution pipe, comprising a dip tube in which is engaged an abutment piece adapted to receive a scraper in abutment, an annular slot made through this tube. plunger upstream of this abutment piece and a sliding shutter sleeve movable longitudinally under the action of a control device between a closed configuration in which the sleeve closes the annular slot and an open configuration in which the sleeve leaves at least partially clear the annular slot, characterized in that the abutment piece is movable and is integral with said sleeve in this abutment piece opening a discharge pressure injection orifice.
  • the abutment piece is, in the configuration of opening of the annular slot by the sliding sleeve, more upstream than in the configuration of closure, at a sufficient distance from the annular slot to allow a scraper to come into abutment without provided that the latter closes said slot, -
  • the sliding sleeve slides externally along the dip tube while being integral with a cylindrical confinement piece itself integral with the abutment piece.
  • the sliding sleeve is fixed along the internal wall of the cylindrical confinement piece, while the latter is connected, further downstream, to the abutment piece by means of radial fingers passing through the dip tube thanks to lights longitudinal
  • - the cylindrical confinement piece comprises, upstream of the sliding sleeve, an annular flange sealingly sliding around the dip tube, while the latter carries an annular collar externally defining, radially between the cylindrical confinement piece and the dip tube, axially between this flange and this sliding sleeve two sealed chambers of variable volumes in opposite directions
  • said control device comprising injection / evacuation ports of pressurized fluid opening out respectively in each of said chambers - said pressurized fluid injection orifices respectively pass through the flange and the sliding sleeve
  • the abutment piece is shaped like a bowl adapted to receive an end portion of the scraper, at the bottom of which opens said discharge pressure injection orifice, the sliding sleeve slides internally in a downstream tubular section of the
  • Figures 1 to 5 show a first alternative embodiment of a two-way valve 1, intended to be mounted downstream of a liquid distribution pipe in which provision has been made to circulate at least one scraper, from upstream downstream and downstream upstream, between the flows of different successive liquids.
  • This valve comprises a dip tube 2 in which is disposed a stop piece 3, which completely seals the passage section of this dip tube 2, and which is adapted to receive a scraper 4 as a stop.
  • This stop piece 3 advantageously comprises a bowl 5 shaped so as to marry, in a complementary manner, an end portion 4A of the scraper.
  • a cylindrical sleeve 7 is slidably mounted along the dip tube so as to be able to, as desired, close off (FIG. 5) or, on the contrary, disengage (FIG. 1) the discontinuous annular slot 6.
  • This sliding cylindrical sleeve is here integral with a cylindrical confinement piece 8 which extends from the sleeve to beyond the axially of the stop piece 3 so as to ensure a radial confinement of the liquid passing through peripheral bypass the stop piece 3.
  • the cylindrical confinement piece 8 extends upstream around the dip tube 2 beyond a flange 11 secured to the outer wall of the dip tube, and adapted to constitute a stop for the sliding cylindrical sleeve 7.
  • This cylindrical piece has at its upstream end an annular flange 12 suitable for sealingly confining, with the collar 11 and the walls of the dip tube 2 and of this cylindrical part 8, an annular space 13 of variable volume.
  • the sliding sleeve 7 determines downstream of this flange 11 an annular space 14 whose axial dimension varies in the opposite direction to the axial dimension of the annular space 13.
  • Injection nozzles 15 and 16 formed respectively in the annular flange 12 and in the sliding sleeve 7, are adapted to be connected to a pressure source, alternately, so as to, as in a double-acting cylinder, enlarge the choice either annular space 13 or annular space 14.
  • an injection orifice 17 also adapted to be connected to a pressure source, not shown, is provided to allow injection of pressurized fluid through the bottom of the bowl 5 of the stop piece 3.
  • one 10A of the radial fingers ensuring the connection of the stop piece 3 to the cylindrical confinement piece 8 is hollow so as to allow the injection orifice 17 to be placed in communication with an orifice 18, here axially disposed, which opens into the bowl 5 of said abutment part 3.
  • a non-return valve 19 is provided between the injection orifice 17 and the bowl 5 of said abutment piece 3 so as to prevent any flow of liquid towards the injection orifice 17.
  • the stop piece 3 is arranged downstream of the discontinuous annular slot 6 by a sufficient distance to allow a scraper 4 to come into abutment against this stop piece without hampering the penetration of the flow into the discontinuous annular slot.
  • the scraper 4 here has a rear end piece 4B which, like the front end piece 4A, has a frustoconical shape, which ensures very good deflection of the flow towards this discontinuous annular slot.
  • annular spaces is maximum while the other is minimum, that is to say of zero axial dimension.
  • the relative movement between the dip tube 2 and the mobile assembly 3 + 8 + 7 assumes that the air or the fluid contained in that of the annular spaces 13 or 14 which is decreasing can escape: in the configuration of FIG. 1, free exhaust is allowed through port 16, while in the configuration of Figure 5, free exhaust is allowed through port 15.
  • a principle of operation similar to that of a double-acting cylinder.
  • Figure 4 corresponds to an intermediate configuration between those of Figures 1 and 5, that is to say that none of the annular spaces 13 or 14 is reduced to a zero axial dimension.
  • a pressurized fluid such as compressed air, is applied to each of the annular spaces 13 and 14 (see the blackened triangles shown in FIG. 4 near the orifices 15 and 16).
  • the cylindrical shutter sleeve 7 partially seals the discontinuous annular slot 6 which allows the abutment part 3 to be crossed by bypassing with a flow rate lower than the maximum flow rate authorized by this valve 1.
  • valve 1, shown in Figures 1 to 5 is of the type with automatic closing safety. Indeed, in the absence of any pressure applied in any of the annular spaces 13 and 14, without it being useful to involve any elastic return, a flow rate from top to bottom in the dip tube 2 exerts a lowering pressure on the stop piece 3 which will induce, spontaneously, by the mere fact of the presence of a liquid pressure upstream of this stop piece, an overall downward movement of parts 3 and 8, and therefore of the sliding sleeve d obturation 7. A flow of the fluid is therefore only possible provided that an appropriate pressure actually reaches the annular space 13; any failure occurring in the supply circuit of this annular space 13 results in a closure of the valve.
  • a scraper 4 is in abutment against the abutment piece 3.
  • a fluid under pressure is injected by l orifice 17, in the channel 18, which has the effect of propelling the scraper (s) upstream.
  • an injection orifice 20 is formed in the cylindrical shutter sleeve 7 thanks to which one can control a delivery upstream of the only scraper 4 ′.
  • FIGS. 6 to 8 represent a valve 1 ′ which differs from that of FIGS. 1 to 5 in that the existence of a liquid pressure upstream of the stop piece 3 ′ spontaneously tends to disengage the annular slot 6 ′ ( here continues) and thus allow a crossing by bypassing this stop piece (security in automatic opening)
  • the sliding shutter sleeve 7 ′ slides internally in a downstream tubular section 30 in which slides the stop piece 3 ′; this sleeve 7 ′ constitutes an axial extension of the abutment piece around the bowl 5 ′, the internal diameter of which is equal to the internal diameter of the dip tube 2 ′ (the internal diameter of the tubular portion is therefore greater than that of this dip tube).
  • the cylindrical confinement wall 8 ′ is fixed relative to the dip tube and is kept apart from the tubular portion 30 by radial fingers 10 ′ fixed.
  • the abutment piece 3 ′ is extended axially opposite the closure sleeve 7 ′ by a tubular portion 31 of smaller diameter defining a channel 18 ′ opening into the bowl 5 ′.
  • This tubular portion slides in leaktight fashion in a cylindrical housing 32 formed in a fixed part 33 integral with the tubular section 30.
  • This cylindrical housing 32 communicates with an orifice 17 ′ for injecting pressurized fluid adapted to be connected to a pressure source not shown.
  • a non-return valve 19 ′ is provided to prevent any backflow of liquid from the channel 18 ′ towards the orifice 17 ′.
  • the fixed part 33 comprises a cylinder 34 bordering the cylindrical housing 32 and along which a crown 35 is slidably mounted in a radially sealed manner between this cylinder and the cylindrical section 30.
  • a retaining flange 36 is formed in radial projection at the end upstream of the cylinder 34 whereby the crown 35 does not risk escaping beyond the cylinder.
  • An injection orifice 37 adapted to be connected to a pressure source is formed through the tubular section 30 in the transverse plane of confrontation of the fixed part 33 and the crown 35 while a second injection orifice 38, also suitable for being connected to a pressure source, is formed in this tubular section 30 more upstream of the orifice 36, so as to open upstream of this ring.
  • a groove 35A is provided at the periphery of this crown so as to maintain this orifice 38 in communication with the annular space 39 formed between this crown and the piece of stop regardless of the position of this crown.
  • Valve 1 ′ is open ( Figure 7).
  • the sleeve 7 extends further upstream while lights are formed in this sleeve so as to come opposite the slot 6' in the configuration of Figure 6 and below that -ci in the configuration of Figure 7: we find the same type of security with the valve 1, that is to say that the pressure of a possible liquid in the dip tube 2 'normally tends to close the 6 ′ annular slot.
  • FIG. 9 illustrates a simplified variant of the valve 1 ′. It represents a valve 1 ⁇ which differs from this valve 1 ′ by the elimination of the crown 35 (the other elements being assigned a "second" index).
  • a possible intermediate position of the type of FIG. 8 is obtained by the appropriate choice of a quantity of fluid introduced into the annular space 39 ⁇ (this fluid is then advantageously a liquid with little or no compressibility such as oil).
  • FIGS 10 to 14 show an example of application of any of the valves of Figures 1 to 9. For the rest we will refer to valve 1, but it will be understood that it can be replaced if necessary one of the 1 ′ or 1 ⁇ valves.
  • This valve 1 is mounted downstream of a scrapable distribution pipe 50 and is engaged in the supply orifice 52 of a tank 51.
  • This pipe 50 comes for example from a tank (not shown) and includes a valve upstream 53 three-way ball valve (of the type described in a parallel request of the same day) in which, at rest, two scrapers 4 and 4 ′ are normally stored.
  • This pipe comprises an articulated section 54 adapted, as necessary, to connect the downstream section of the pipe 50, to another upstream section connected to another tank through another three-way valve (not shown).
  • valve 53 has been opened, and the liquid flows towards the valve 1, by propelling the scraper 4 which expels the air downstream and prevents its mixing with the liquid.
  • the scraper 4 is in abutment in the valve 1, which is in the open configuration of FIG. 1, so that the liquid flows from the valve into the tank which begins to fill.
  • a discharge pressure is then injected, through the orifice 17 in FIG. 1, so as to bring the scrapers 4 and 4 ′ back into the valve 53.
  • Line 50 is then ready for dispensing a new liquid.

Landscapes

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Abstract

Vanne à deux voies pour conduite raclable de distribution de liquide, comportant un tube-plongeur (2 ; 2'+ 30 ; 2" + 30") dans lequel est engagée une pièce de butée (3, 3', 3") adaptée à recevoir en butée un racleur (4), une fente annulaire (6, 6', 6") ménagée au travers de ce tube plongeur en amont de cette pièce de butée et un manchon coulissant d'obturation (7, 7', 7") mobile longitudinalement sous l'acvtion d'un dispositif de commande (15, 16 ; 37, 38 ; 38") entre une configuration de fermeture dans laquelle le manchon obture la fente annulaire et une configuration d'ouverture dans laquelle le manchon laisse dégagée au moins en partie la fente annulaire, caractérisée en ce que la pièce de butée (3, 3', 3") est mobile et est solidaire dudit manchon, dans cette pièce de butée débouchant un orifice (18, 18', 18") d'injection de pression de refoulement.

Description

  • L'invention concerne une vanne à deux voies destinée à être montée en aval d'une conduite de distribu­tion de liquides, à l'extrémité libre d'un tube plongeur, notamment pour le déversement d'un liquide tel que huile ou produit pétrolier dans un réservoir ou une citerne.
  • Lorsqu'une même conduite est utilisée pour la distribution successive de plusieurs liquides, il est connu, lorsqu'on veut changer de liquide après avoir arrêté en amont de cette conduite l'alimentation du premier liquide, avant d'ouvrir, également en amont de cette conduite, l'alimentation du liquide suivant, de faire circuler dans cette conduite, d'amont en aval et récipro­quement, un racleur "captif" adapté à balayer la paroi intérieure de cette conduite, à refouler vers l'aval les résidus du premier liquide qui adhèrent à cette paroi intérieure et à revenir en son point de départ. On évite ainsi des mélanges partiels entre les liquides qui se succèdent.
  • Le caractère "captif" des capteurs signifie que ceux-ci sont empêchés de sortir librement de la conduite ; il est donc nécessaire de prévoir dans les vannes aval de cette conduite, une butée pour un tel racleur propre à permettre un écoulement de liquide tout en évitant l'entraînement du racleur par ledit liquide.
  • Un exemple d'une telle vanne à deux voies destinée à être montée en aval d'une conduite de distribu­tion de liquides est décrit dans le document FR-2.222.587 qui prévoit un contournement périphérique par le fluide d'une butée disposée sur le trajet du racleur ; un manchon cylindrique coaxial à l'écoulement du liquide est monté coulissant autour de la butée grâce à quoi, selon la position axiale de ce manchon, la section de contournement de la butée par le liquide est soit obturée, soit dégagée.
  • Dans les solutions connues, la commande (ou la retenue) en position de ce manchon coulissant est assurée indépendamment de la présence d'une pression de liquide en amont de cette vanne.
  • En outre, dans le document FR-2.222.587 précité, l'injection de la pression nécessaire au refoule­ment vers l'amont d'un racleur venu en butée contre la butée, se fait dans la section d'écoulement du liquide à proximité de ladite butée. Enfin, cette solution connue n'est guère adaptée à permettre un écoulement de fluide en présence d'un racleur contre la butée.
  • L'invention vise à pallier les inconvénients précités en rendant mobile la butée, qui jusqu'alors était fixe, et en assujettissant le manchon coulissant d'obtura­tion à cette butée mobile : cela permet d'établir une sécurité qui, selon les besoins, tend automatiquement à maintenir ouverte ou fermée la vanne en présence d'une pression de liquide s'appliquant contre la butée mobile.
  • L'invention propose à cet effet une vanne à deux voies pour conduite raclable de distribution de liquide, comportant un tube-plongeur dans lequel est engagée une pièce de butée adaptée à recevoir en butée un racleur, une fente annulaire ménagée au travers de ce tube plongeur en amont de cette pièce de butée et un manchon coulissant d'obturation mobile longitudinalement sous l'action d'un dispositif de commande entre une configura­tion de fermeture dans laquelle le manchon obture la fente annulaire et une configuration d'ouverture dans laquelle le manchon laisse dégagée au moins en partie la fente annulaire, caractérisée en ce que la pièce de butée est mobile et est solidaire dudit manchon dans cette pièce de butée débouchant un orifice d'injection de pression de refoulement.
  • Selon des dispositions préférées de l'invention
    - la pièce de butée est, en configuration d'ouverture de la fente annulaire par le manchon coulissant, plus en amont qu'en configuration de fermeture, à une distance suffisante de la fente annulaire pour permettre la venue en butée d'un racleur sans pour autant que celui-ci obture ladite fente,
    - le manchon coulissant coulisse extérieurement le long du tube plongeur en étant solidaire d'une pièce cylindrique de confinement elle-même solidaire de la pièce de butée.
    - le manchon coulissant est fixe le long de la paroi interne de la pièce cylindrique de confinement, tandis que celle-ci est reliée, plus en aval, à la pièce de butée au moyen de doigts radiaux traversant le tube plongeur à la faveur de lumières longitudinales,
    - la pièce cylindrique de confinement comporte en amont du manchon coulissant une bride annulaire coulissant de façon étanche autour du tube plongeur, tandis que celui-ci porte extérieurement une collerette annulaire définissant, radialement entre la pièce cylindrique de confinement et le tube-plongeur, axialement entre cette bride et ce manchon coulissant deux chambres étanches de volumes variables en sens inverse, ledit dispositif de commande comportant des orifices d'injection/évacuation de fluide sous pression débouchant respectivement dans chacune desdites chambres
    - lesdits orifices d'injection de fluide sous pression traversent respectivement la bride et le manchon coulis­sant,
    - la pièce de butée est conformée en cuvette adaptée à recevoir une portion terminale du racleur, au fond de laquelle débouche ledit orifice d'injection de pression de refoulement,
    - le manchon coulissant coulisse intérieurement dans un tronçon tubulaire aval du tube plongeur, en étant formée par un prolongement vers l'amont de cette pièce de butée, ce manchon coulissant ayant un diamètre intérieur égal au diamètre intérieur du tronçon amont du tube plongeur en sorte de permettre la venue en butée d'un racleur contre la pièce de butée,
    - la pièce de butée est, en configuration d'ouverture de la fente annulaire par le manchon coulissant, plus en aval qu'en configuration de fermeture,
    - la pièce de butée se prolonge vers l'aval par une portion tubulaire, définissant un canal débouchant dans le fond de cette pièce de butée, et coulissant de façon étanche dans un logement cylindrique d'une pièce solidaire du tronçon tubulaire aval du tube plongeur et communiquant avec ledit orifice d'injection de pression de refoulement, ledit dispositif de commande du manchon coulissant comportant un orifice d'injection de fluide sous pression débouchant dans une chambre juste en aval de la pièce de butée,
    - ladite pièce solidaire du tube plongeur comporte autour du logemenbt cylindrique un cylindre présentant en son extrémité amont une collerette en saillie radiale et le long duquel est montée coulissante de façon étanche une couronne s'étendant radialement jusqu'au tronçon tubulaire aval du tube plongeur en sorte de définir avec ladite pièce solidaire de cedit tronçon une seconde chambre dans laquelle débouche un second orifice d'injection de fluide sous pression.
  • Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :
    • - la figure 1, est une vue en coupe axiale d'une vanne de réception de racleursà deux voies conforme à l'invention, en configuration ouverte ;
    • - la figure 2, en est une vue partielle en coupe transversale selon la ligne de coupe 2-2 de la figure 1 ;
    • - la figure 3 en est une vue partielle en coupe axiale selon la ligne III-III de la figure 1 ;
    • - la figure 4, est une vue similaire de la figure 1, en configuration d'obturation intermédiaire ;
    • - la figure 5, est une vue similaire à celles des figures 1 et 4, en configuration fermée ;
    • - la figure 6, est une vue en coupe axiale d'une variante de réalisation de la vanne selon l'inven­tion, en configuration fermée ;
    • - la figure 7, est une vue axiale de la vanne de la figure 6, en configuration ouverte ;
    • - la figure 8, est une vue axiale de la vanne des figures 6 et 7, en configuration d'obturation inter­médiaire,
    • - la figure 9, est une vue axiale, en con­figuration fermée, d'encore une autre variante de réalisa­tion d'une vanne selon l'invention, et
    • - les figures 10 à 14 sont des vues schémati­ques d'une conduite reliant un réservoir à une citerne, correspondant à cinq phases successives dans la distri­bution de liquide depuis la réservoir jusqu'à la citerne, et le raclage subséquent
  • Les figures 1 à 5 représentent une première variante de réalisation d'une vanne 1 à deux voies, destinée à être montée en aval d'une conduite de distribu­tion de liquides dans laquelle on a prévu de faire circuler au moins un racleur, d'amont en aval et d'aval en amont, entre les écoulements des liquides successifs différents.
  • Cette vanne comporte un tube plongeur 2 dans lequel est disposée une pièce de butée 3, qui obture complètement de façon étanche, la section de passage de ce tube plongeur 2, et qui est adaptée à recevoir en butée un racleur 4. Cette pièce de butée 3 comporte avantageusement une cuvette 5 conformée de manière à épouser, de façon complémentaire, une partie terminale 4A du racleur.
  • En amont de cette pièce de butée 3 est ménagée une fente annulaire 6, ici discontinue, destinée à permettre un franchissement par contournement périphérique de la pièce de butée 3 par un liquide en écoulement dans le tube plongeur. Un manchon cylindrique 7 est monté coulis­sant le long du tube plongeur en sorte de pouvoir, au choix, obturer (figure 5) ou au contraire dégager (figure 1) la fente annulaire discontinue 6.
  • Ce manchon cylindrique coulissant est ici solidaire d'une pièce cylindrique de confinement 8 qui s'étend depuis le manchon jusqu'au delà axialement de la pièce de butée 3 en sorte d'assurer un confinement radial du liquide franchissant par contournement périphérique la pièce de butée 3.
  • En aval de la fente circulaire discontinue 6 sont prévues des lumières longitudinales 9 dans lesquelles pénètrent des doigts radiaux 10 assurant la solidarisation de la pièce de butée 3 à cette pièce cylindrique de confinement 8, et donc au manchon coulissant 7.
  • La pièce cylindrique de confinement 8 se prolonge en amont autour du tube plongeur 2 au delà d'une collerette 11 solidaire de la paroi extérieure du tube plongeur, et adaptée à constituer une butée pour le manchon cylindrique coulissant 7. Cette pièce cylindrique comporte à son extrémité amont une bride annulaire 12 adaptée à confiner de façon étanche, avec la collerette 11 et les parois du tube plongeur 2 et de cette pièce cylindrique 8, un espace annulaire 13 de volume variable. De même le manchon coulissant 7 détermine en aval de cette collerette 11 un espace annulaire 14 dont la dimension axiale varie en sens inverse de la dimension axiale de l'espace annulaire 13.
  • Des embouts d'injection 15 et 16, ménagés respectivement dans la bride annulaire 12 et dans le manchon coulissant 7, sont adaptés à être connectés à une source de pression, en alternance, en sorte de, comme dans un vérin double effet, agrandir au choix soit l'espace annulaire 13, soit l'espace annulaire 14.
  • De même un orifice d'injection 17 adapté également à être connecté à une source de pression non représentée, est prévu pour permettre une injection de fluide sous pression au travers du fond de la cuvette 5 de la pièce de butée 3.
  • Ainsi que cela ressort de la figure 3, l'un 10A des doigts radiaux assurant la connexion de la pièce de butée 3 à la pièce cylindrique de confinement 8, est creux en sorte de permettre une mise en communication de l'orifice d'injection 17 avec un orifice 18, ici disposé axialement, qui débouche dans la cuvette 5 de ladite pièce de butée 3.
  • Un clapet anti-retour 19 est prévu entre l'orifice d'injection 17 et la cuvette 5 de ladite pièce de butée 3 en sorte d'empêcher tout écoulement de liquide vers l'orifice d'injection 17.
  • Ainsi que cela ressort de la figure 1, la pièce de butée 3 est disposée en aval de la fente annulaire discontinue 6 d'une distance suffisante pour permettre la venue en butée d'un racleur 4 contre cette pièce de butée sans pour autant gêner la pénétration de l'écoulement dans la fente annulaire discontinue. On appréciera que le racleur 4 comporte ici une pièce terminale arrière 4B qui, comme la pièce terminale avant 4A, a une forme tronconique, ce qui assure une très bonne déflection de l'écoulement vers cette fente annulaire discontinue.
  • En fonctionnement, dans la configuration de la figure 1, une pression de fluide existe dans l'espace annulaire amont 13, amenée au travers de l'orifice d'injection 15, grâce à quoi l'ensemble constitué par la pièce de butée 3, la pièce cylindrique de confinement 8 et le manchon cylindrique d'obturation 7 sont et restent en configuration haute : de la sorte le liquide susceptible de descendre le long du tube plongeur 2 pourra franchir sans difficultés la fente annulaire discontinue 6.
  • Si, à partir de la configuration de cette figure 1, on injecte par l'orifice 16 une pression de fluide dans l'espace annulaire 14, on provoque par contre un mouvement d'ensemble vers le bas de la pièce de butée 3, de la pièce cylindrique de confinement 8 et du manchon coulissant d'obturation 7 : la fente annulaire discontinue 6 est alors obturée et le franchissement de la pièce de butée 3, par un éventuel écoulement de liquide, est empêché. La vanne 1 est alors fermée (figure 5).
  • Dans chacune des configurations 1 et 5, l'un, 13 ou 14, des espaces annulaires est maximum tandis que l'autre est minimum, c'est-à-dire de dimension axiale nulle. Le mouvement relatif entre le tube plongeur 2 et l'ensemble mobile 3 + 8 + 7 suppose que l'air ou le fluide contenu dans celui des espaces annulaires 13 ou 14 qui diminue puisse s'échapper : dans la configuration de la figure 1, un libre échappement est permis par l'orifice 16, tandis que dans la configuration de la figure 5, un libre échappement est permis par l'orifice 15. On retrouve ici un principe de fonctionnement similaire à celui d'un vérin double effet.
  • La figure 4 correspond à une configuration intermédiaire entre celles des figures 1 et 5, c'est-à-dire qu'aucun des espaces annulaires 13 ou 14 n'est réduit à une dimension axiale nulle. Pour ce faire, on applique un fluide sous pression, tel que de l'air comprimé, à la fois dans chacun des espaces annulaires 13 et 14 (voir les triangles noircis figurés sur la figure 4 auprès des orifices 15 et 16).
  • En variante, on peut se contenter d'injecter un seul fluide sous pression, par exemple dans l'espace annulaire 13, en empêchant tout reflux de fluide vers l'extérieur de l'espace annulaire 14. Dans cette configura­tion intermédiaire de la figure 4, le manchon cylindrique d'obturation 7 obture en partie la fente annulaire discontinue 6 ce qui permet le franchissement par contour­nement de la pièce de butée 3 avec un débit inférieur au débit maximum autorisé par cette vanne 1.
  • On appréciera que la vanne 1, représentée aux figures 1 à 5, est du type à sécurité en fermeture automatique. En effet, en l'absence de toute pression appliquée dans l'un quelconque des espaces annulaires 13 et 14, sans qu'il soit utile de faire intervenir un quelconque rappel élastique, un débit d'écoulement de haut en bas dans le tube plongeur 2 exerce une pression d'abaissement sur la pièce de butée 3 ce qui induira, spontanément, du seul fait de la présence d'une pression de liquide en amont de cette pièce de butée, un mouvement d'ensemble vers le bas des pièces 3 et 8, et donc du manchon coulissant d'obturation 7. Un écoulement du fluide n'est donc possible que sous réserve qu'une pression appropriée parvienne effectivement dans l'espace annulaire 13 ; toute panne intervenant dans le circuit d'alimentation de cet espace annulaire 13 se traduit pas une fermeture de la vanne.
  • Dans les configurations des figures 1 et 4, un racleur 4 est en butée contre la pièce de butée 3. A la fin d'un écoulement de liquide au travers du tube plongeur 2, et avant de faire circuler un liquide différent, on fait circuler dans l'ensemble de la conduite le racleur 4 ou un second racleur repéré 4′ à la figure 5. Pour faire revenir en configuration amont le racleur 4, éventuellement en même temps que le racleur 4′, on injecte un fluide sous pression par l'orifice 17, dans le canal 18, ce qui a pour effet de propulser vers l'amont le/ou les racleur(s).
  • A titre préféré, un orifice d'injection 20 est ménagé dans le manchon cylindrique d'obturation 7 grace à quoi on peut commander un refoulement vers l'amont du seul racleur 4′.
  • Les figures 6 à 8 représentent une vanne 1′ qui diffère de celle des figure 1 à 5 en ce que l'existence d'une pression de liquide en amont de la pièce de butée 3′ tend spontanément à dégager la fente annulaire 6′ (ici continue) et permettre ainsi un franchissement par contournement de cette pièce de butée (sécurité en ouverture automatique)
  • Dans cette vanne 1′, où des éléments homologues de ceux de la vanne 1 portent les mêmes signes de référence avec toutefois adjonction d'un indice "prime", le manchon coulissant d'obturation 7′ coulisse intérieurement dans un tronçon tubulaire aval 30 dans lequel coulisse la pièce de butée 3′ ; ce manchon 7′ constitue un prolongement axial de la pièce de butée autour de la cuvette 5′, dont le diamètre interne est égal au diamètre interne du tube plongeur 2′ (le diamètre interne de la portion tubulaire est donc supérieur à celui de ce tube plongeur).
  • La paroi cylindrique de confinement 8′ est fixe par rapport au tube plongeur et est maintenue écartée de la portion tubulaire 30 par des doigts radiaux 10′ fixes.
  • La pièce de butée 3′ se prolonge axialement à l'opposé du manchon d'obturation 7′ par une portion tubulaire 31 de plus petit diamètre définissant un canal 18′ débouchant dans la cuvette 5′. Cette portion tubulaire coulisse de façon étanche dans un logement cylindrique 32 ménagé dans une pièce fixe 33 solidaire du tronçon tubulaire 30. Ce logement cylindrique 32 communique avec un orifice 17′ d'injection de fluide sous pression adapté à être connecté à une source de pression non représentée. Un clapet anti-retour 19′ est prévu pour éviter tout reflux de liquide depuis le canal 18′ vers l'orifice 17′.
  • La pièce fixe 33 comporte un cylindre 34 bordant le logement cylindrique 32 et le long duquel une couronne 35 est montée coulissante de façon étanche radialement entre ce cylindre et le tronçon cylindrique 30. Une collerette de retenue 36 est ménagée en saillie radiale à l'extrêmité amont du cylindre 34 grâce à quoi la couronne 35 ne risque pas de s'échapper au-delà du cylindre.
  • Un orifice d'injection 37 adapté à être connecté à une source de pression, est ménagé au travers du tronçon tubulaire 30 dans le plan transversal d'affron­tement de la pièce fixe 33 et de la couronne 35 tandis qu'un second orifice d'injection 38, adapté également à être connecté à une source de pression, est ménagé dans ce tronçon tubulaire 30 plus en amont de l'orifice 36, en sorte de déboucher en amont de cette couronne. Une rainure 35A est prévue à la périphérie de cette couronne en sorte de maintenir cet orifice 38 en communication avec l'espace annulaire 39 ménagé entre cette couronne et la pièce de butée quelle que soit la position de cette couronne.
  • Dans la configuration de la figure 6, une pression de fluide est injectée dans l'espace annulaire 39 en sorte de pousser vers l'amont la pièce de butée et ainsi faire obturer la fente annulaire 6′ par le manchon 7′. Tant que la force résultante de poussée vers l'amont est supérieure à une éventuelle poussée vers l'aval exercée par un liquide dans le tube plongeur 2′, la vanne 1′ reste fermée.
  • Si par contre on annule volontairement ou involontairement cette pression dans l'espace annulaire 39, la pièce de butée 3′ coulisse vers l'aval, dégageant ainsi le manchon 7′ vis à vis de la fente annulaire 6′. La vanne 1′ est ouverte (figure 7).
  • Si on injecte maintenant par l'orifice 37 une pression de fluide entre la pièce fixe 33 et la couronne 35 on provoque un soulèvement de cette couronne jusqu'en butée contre la collerette 36, avec formation d'un espace annulaire 40 et on obtient une obturation intermédiaire prédéterminée de la fente 6′ (figure 8).
  • Dans une variante non représentée, le manchon 7′ se prolonge plus loin vers l'amont tandis que des lumières sont ménagées dans ce manchon en sorte de venir en regard de la fente 6′ dans la configuration de la figure 6 et en dessous de celle-ci dans la configuration de la figure 7 : on retrouve le même type de sécurité qu'avec la vanne 1, c'est-à-dire que la pression d'un éventuel liquide dans le tube plongeur 2′ tend normalement à fermer la fente annulaire 6′.
  • La figure 9 illustre une variante simplifiée de la vanne 1′. Elle représente une vanne 1˝ qui diffère de cette vanne 1′ par la suppression de la couronne 35 (les autres éléments étant affectés d'un indice "seconde"). Une éventuelle position intermédiaire du type de la figure 8 est obtenue par le choix appropriée d'une quantité de fluide introduite dans l'espace annulaire 39˝ (ce fluide est alors avantageusement un liquide peu ou pas compres­sible tel que de l'huile).
  • Les figures 10 à 14 représentent un exemple d'application de l'une quelconque des vannes des figures 1 à 9. Pour la suite on se réfèrera à la vanne 1, mais on comprendra qu'on peut lui substituer si besoin l'une des vannes 1′ ou 1˝.
  • Cette vanne 1 est montée en aval d'une conduite de distribution raclable 50 et est engagée dans l'orifice d'alimentation 52 d'une citerne 51. Cette conduite 50 provient par exemple d'un réservoir (non représenté) et comporte une vanne amont 53 à trois voies à boisseau sphérique (du type décrit dans une demande parallèle du même jour) dans laquelle, au repos, sont normalement stockés deux racleurs 4 et 4′. Cette conduite comporte un tronçon articulé 54 adapté, selon les besoins, à connecter le tronçon aval de la conduite 50, à un autre tronçon amont relié à un autre réservoir au travers d'une autre vanne à trois voies (non représentés).
  • A la figure 10, aucune circulation de liquide n'a lieu dans la conduite 50 et les deux racleurs 4 et 4′ sont stockés dans la vanne 53 qui est fermée.
  • A la figure 11, la vanne 53 a été ouverte, et du liquide s'écoule vers la vanne 1, en propulsant le racleur 4 qui chasse l'air vers l'aval et en évite le mélange avec le liquide.
  • A la figure 12, le racleur 4 est en butée dans la vanne 1, qui est dans la configuration ouverte de la figure 1, de sorte que le liquide s'écoule de la vanne dans la citerne qui commence à se remplir.
  • Lorsque la quantité voulue de liquide a franchi la vanne 53, une pression P est appliquée au travers de la bride d'obturation de celle-ci (figure 13) en sorte de propulser le second racleur 4′ qui racle ainsi les résidus de ce liquide. Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que ce second racleur vienne en butée contre le premier racleur 4.
  • On injecte alors une pression de refoulement, au travers de l'orifice 17 de la figure 1, en sorte de ramener les racleurs 4 et 4′ dans la vanne 53.
  • La conduite 50 est alors prête pour la distribution d'un nouveau liquide.
  • Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (11)

1. Vanne à deux voies pour conduite raclable de distribution de liquide, comportant un tube-plongeur (2 ; 2′+ 30 ; 2˝ + 30˝) dans lequel est engagée une pièce de butée (3, 3′, 3˝) adaptée à recevoir en butée un racleur (4), une fente annulaire (6, 6′, 6˝) ménagée au travers de ce tube plongeur en amont de cette pièce de butée et un manchon coulissant d'obturation (7, 7′, 7˝) mobile longitudinalement sous l'acvtion d'un dispositif de commande (15, 16 ; 37, 38 ; 38˝) entre une configuration de fermeture dans laquelle le manchon obture la fente annulaire et une configuration d'ouverture dans laquelle le manchon laisse dégagée au moins en partie la fente annulaire, caractérisée en ce que la pièce de butée (3, 3′, 3˝) est mobile et est solidaire dudit manchon, dans cette pièce de butée débouchant un orifice (18, 18′, 18˝) d'injection de pression de refoulement.
2. Vanne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de butée est, en configuration d'ouver­ture de la fente annulaire par le manchon coulissant, plus en amont qu'en configuration de fermeture, à une distance suffisante de la fente annulaire pour permettre la venue en butée d'un racleur sans pour autant que celui-ci obture ladite fente.
3. Vanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le manchon coulissant (7) coulisse extérieurement le long du tube plongeur (2) en étant solidaire d'une pièce cylindrique de confinement (8) entourant la pièce de butée, cette pièce de confinement étant elle-même solidaire de la pièce de butée (3).
4. Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le manchon coulissant est fixe le long de la paroi interne de la pièce cylindrique de confinement, tandis que celle-ci est reliée, plus en aval, à la pièce de butée au moyen de doigts radiaux (10) traversant le tube plongeur à la faveur de lumières longitudinales (9).
5. Vanne selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce que la pièce cylindri­que de confinement (8) comporte en amont du manchon coulissant (7) une bride annulaire (12) coulissant de façon étanche autour du tube plongeur, tandis que celui-ci porte extérieurement une collerette annulaire (11) définissant, radialement entre la pièce cylindrique de confinement (8) et le tube-plongeur, axialement entre cette bride (12) et ce manchon coulissant (7) deux chambres étanches (13, 14) de volumes variables en sens inverse, ledit dispositif de commande comportant des orifices (15, 16) d'injec­tion/évacuation de fluide sous pression débouchant respectivement dans chacune desdites chambres.
6. Vanne selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits orifices d'injection de fluide sous pression (15, 16) traversent respectivement la bride (12) et le manchon coulissant (7).
7. Vanne selon l'une quelconque des revendica­tions 2 à 6, caractérisée en ce que la pièce de butée (3) est conformée en cuvette adaptée à recevoir une portion terminale du racleur, au fond de laquelle débouche ledit orifice (18) d'injection de pression de refoulement.
8. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le manchon coulissant (7′, 7˝) coulisse inté­rieurement dans un tronçon tubulaire aval (30) du tube plongeur, en étant formée par un prolongement vers l'amont de cette pièce de butée, ce manchon coulissant ayant un diamètre intérieur égal au diamètre intérieur du tronçon amont du tube plongeur en sorte de permettre la venue en butée d'un racleur contre la pièce de butée.
9. Vanne selon la revendication 8, caractérisée en ce que la pièce de butée (3′, 3˝) est, en configuration d'ouverture de la fente annulaire par le manchon coulis­sant, plus en aval qu'en configuration de fermeture.
10. Vanne selon la revendication 9, carac­térisée en ce que la pièce de butée se prolonge vers l'aval par une portion tubulaire (31, 31˝), définissant un canal débouchant dans le fond de cette pièce de butée, et coulissant de façon étanche dans un logement cylindrique (32, 32˝) d'une pièce (33, 33˝) solidaire du tronçon tubulaire aval du tube plongeur et communiquant avec ledit orifice d'injection de pression de refoulement, ledit dispositif de commande du manchon coulissant comportant un orifice (38, 38˝) d'injection de fluide sous pression débouchant dans une chambre (39, 39˝) juste en aval de la pièce de butée.
11. Vanne selon la revendication 10, carac­térisée en ce que ladite pièce (33) solidaire du tube plongeur comporte autour du logemenbt cylindrique (32) un cylindre (34) présentant en son extrémité amont une collerette (36) en saillie radiale et le long duquel est montée coulissante de façon étanche une couronne (35) s'étendant radialement jusqu'au tronçon tubulaire aval du tube plongeur en sorte de définir avec ladite pièce solidaire de cedit tronçon une seconde chambre (40) dans laquelle débouche un second orifice d'injection de fluide sous pression (37).
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