FR2493461A1

FR2493461A1 - Dispositif de vanne a bille

Info

Publication number: FR2493461A1
Application number: FR8119435A
Authority: FR
Inventors: William Gordon Sonderman
Original assignee: Xomox Corp
Current assignee: Xomox Corp
Priority date: 1980-10-14
Filing date: 1981-10-13
Publication date: 1982-05-07
Also published as: DE3139824A1; GB2087517A; US4342444A; GB2087517B; FR2493461B1; CA1165747A

Abstract

UN DISPOSITIF DE VANNE A BILLE 10 COMPRENANT UN BOITIER DE VANNE A BILLE 12 COMPOSE D'UN CORPS UNIQUE AYANT UNE OUVERTURE 31 S'ETENDANT DE PART EN PART, AVEC UNE PREMIERE PARTIE 33 DE L'OUVERTURE AYANT UN DIAMETRE PLUS PETIT QUE LA SECONDE PARTIE 34 DE L'OUVERTURE. LA SECONDE PARTIE 34 DE L'OUVERTURE A UNE PIECE RAPPORTEE 42, A L'INTERIEUR, DONT L'OUVERTURE EST DE MEME DIAMETRE QUE CELUI DE LA PREMIERE PARTIE 33 DE L'OUVERTURE. UNE VANNE A BILLE 11 EST DISPOSEE A L'INTERIEUR DU BOITIER 12 POUR CONTROLER LE COURANT AU TRAVERS DE L'OUVERTURE S'ETENDANT DE PART EN PART DU BOITIER DE VANNE A BILLE 12. LA VANNE A BILLE 11 A UN SECTEUR SPHERIQUE 18 ET 19 A CHAQUE EXTREMITE D'UNE PARTIE DE LIAISON 20 PRINCIPALEMENT CYLINDRIQUE, ET CHAQUE SECTEUR SPHERIQUE 18 ET 19 EPOUSANT UN COUSSINET AMOVIBLE 36 OU 40 DANS L'OUVERTURE DU BOITIER DE VANNE 12. LA PARTIE DE LIAISON 20 A UNE OUVERTURE 21 DE MEME DIAMETRE QUE LA PREMIERE PARTIE 33 DE L'OUVERTURE DU BOITIER DE VANNE 12, AVEC DES PARTIES DE LIAISON ENTAILLEES A CHAQUE EXTREMITE DE L'OUVERTURE DE SORTE QUE LE PERIMETRE DE LA PARTIE DE LIAISON NE SOIT PAS PLUS GRAND QUE LE PERIMETRE INTERNE DE CHACUN DE SES SECTEURS SPHERIQUES 18 ET 19.

Description

La présente invention concerne un dispositif de vanne à bille Dans un

dispositif de vanne à bille, on désire avoir une ouverture dans la vanne

à bille de même diamètre que l'ouverture du boîtier de vanne avec laquelle l'ou-

verture de la vanne à bille communique quand la vanne à bille est dans sa posi-

tion d'ouverture. Ceci produit un courant maximalpour lequel la turbulence

dans le courant est réduite. Lors de la fermeture totale la friction est rédui-

te,ce qui réduit la demande d'énergie de l'installation.

Quand l'ouverture dans la vanne à bille n'est pas de même diamè-

tre que l'ouverture du boîtier de vanne communiquant avec elle, se présente le

problème supplémentaire de ne pas pouvoir introduire une installation de nettoya-

ge au travers de l'ouverture de la vanne à bille quand le dispositif de vanne à bille est utilisé dans un pipe-line, par exemple, puisque l'installation de nettoyage est principalement de même diamètre que l'ouverture du boîtier de

vanne à bille et que l'ouverture du tuyau du pipe-line. Ainsi, il est nécessai-

re pour une vanne à bille d'un pipe-line, par exemple, d'avoir une ouverture de

même diamètre que les ouvertures communiquant avec elle.

Quand l'ouverture de la vanne à bille est de même diamètre que l'ouverture du boîtier de vanne avec laquelle elle communique et dans laquelle elle est située, le diamètre de la sphère de la vanne à bille est plus grand que le diamètre de l'ouverture du boîtier de la vanne à bille. Par conséquent la vanne à bille ne peut pas être introduite en une seule pièce à l'intérieur

du boîtier de vanne à bille à travers l'ouverture du boîtier de vanne à bille.

Un des moyens permettant de résoudre ce problème était de fabriquer un bottier de vanne en deux corps séparés munis de brides boulonnées ensemble après miseen place de la vanne à bille dans l'un des deux corps. Ceci

nécessitait un joint entre les brides,et des boulons et des écrous pour main-

tenir les brides ensemble. Le joint avait tendance à fuir. En outre, lorsqu'ils sont soumis aux hautes températures du test d'incendie comme on l'exige pour un dispositif de vanne à bille utilisé en raffinerie ou pour un type analogue de pipe-line, les boulons et les brides ont tendance à s'allonger puis à se

contracter au refroidissement, de sorte que les brides ne peuvent plus s'assem-

bler solidement, le joint se trouvant entre elles, par conséquent il y aura un jour une fuite. Il en résulte que le boîtier de vanne à bille formé de deux

corps ne satisfait pas toujours au test d'incendie.

Même si le test d'incendie était réussi, la tendance à fuir au niveau de la jonction entre les deux brides nécessitait le remplacement du joint à des intervalles de temps plus courts que prévu. Il en résulte que

38 le temps d'immobilisation du pipe-line était augmenté.

-2- A cause des normes de ANSI (B 16.34), un boîtier de vanne à bille possède des trous spécifiquement situés dans les brides d'extrémité,

qui sont utilisées pour relier le boîtier de vanne à bille aux autres élé-

ments conducteurs de fluide tels que tuyaux-de pipe-line par exemple, plu-

tôt que pour relier les deux corps du boîtier de vanne à bille ensemble. Ces trous spécifiquement situés reçoivent des boulons reliant chacune des brides

d'extrémité du boîtier de vanne à bille à une bride du tuyau du pipe-line.

A cause de l'emplacement spécifique des trous et de l'utilisation d'écrous avec boulons ou goujons pour maintenir le boîtier de vanne à bille relié au tuyau, le boîtier de vanne à bille ne peut pas être suffisamment agrandi, si

le diamètre de l'ouverture était plus grand d'un pouce (25,4 mm), alors l'ou-

verture du boîtier de vanne à bille pourrait être suffisamment grand pour re-

cevoir une vanne à bille sphérique insérée dans une de ses extrémités. Si on pratiquait des trous taraudés dans les brides d'extrémité du boîtier de vanne à bille, de façon à ne pas utiliser d'écrous derrière les brides du corps de vanne, alors le boîtier de vanne à bille pourrait être suffisamment agrandi pour que l'ouverture du boîtier de vanne à bille soit suffisamment grand pour recevoir une vanne à bille sphérique dans l'une de ses extrémités. Cependant

ceci limitait l'usage du boîtier de vanne à bille aux situations pour les-

quelles les écrous n'étaient pas obligatoires. Ainsi, par exemple, le boîtier

de vanne à bille ne pouvait pas être utilisé au sommet d'un réservoir de sto-

ckage puisque le montage ne pouvait pas être réalisé.

Un autre moyen pour obtenir une ouverture dans la vanne à

bille du même diamètre que l'ouverture du boîtier de vanne,consistait à for-

mer la vanne à bille d'une pluralité d'éléments séparés et d'insérer chacun

séparément au travers de l'ouverture du boîtier de vanne à bille. Ceci néces-

sitait un assemblage des éléments à l'intérieur du boîtier de vanne à bille, ce qui était le plus difficile et nécessitait beaucoup de temps. Ainsi cette

réalisation n'était pas économique.

La présente invention se propose de pallier les divers in-

convénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de vanne à bille avec une vanne à bille munie d'une ouverture ou d'un orifice du même diamètre que les moyens d'ouverture avec lesquels elle communique dans le boîtier de vanne à billesans qu'il soit nécessaire de former le boîtier de vanne à bille de deux parties indépendantes séparées par un joint. Le dispositif de vanne à

bille de la présente invention satisfait ainsi aux normes ANSI en ce qui con-

cerne les trous des brides d'extrémité.

Le dispositif de vanne à bille de la présente invention utili-

se un corps unique traversé de part en part par une ouverture, l'ouverture é-

tant plus large à l'une des extrémités qu'à l'autre extrémité. Ceci permet à la vanne à bille qui possède un segment sphérique à chaque extrémité épousant -3 -

un coussinet d'étanchéité pouvant être sphérique, conique ou d'une autre for-

me s'adaptant à la bille, d'être disposée à l'intérieur du corps unique, car la zone de liaison entre les secteurs sphériques n'a pas un périmètre supérieur au périmètre de chaque secteur sphérique, ni inférieur à la zone la plus large de l'ouverture du corps unique du boîtier de vanne à bille. Alors une pièce rapportée, ayant une ouverture de même diamètre que l'ouverture de l'autre extrémité du boîtier de vanne et que l'ouverture de la vanne à bille, est

disposée dans la zone la plus large de l'ouverture. Il en résulte qu'une ou-

verture de diamètre principalement constant traverse le boîtier de vanne.

Puisque le périmètre de la zone de liaison de la vanne à

bille n'est pas supérieur au périmètre interne de chacun des secteurs sphé-

riques épousant les coussinets d'étanchéité à l'intérieur du boîtier de vanne à bille, il n'est pas nécessaire d'élargir le boîtier de vanne à bille, ainsi le boîtier de vanne à bille peut satisfaire aux normes ANSI en ce qui concerne les trous des brides d'extrémité, et prévoit un jeu d'écrous tout autour de l'extérieur du corps. Parce que l'ouverture à l'autre extrémité du boîtier de vanne à bille, l'ouverture de la pièce rapportée et l'ouverture de la vanne à

bille sont de même diamètre, il circule un courant maximum au travers du boî-

tier de vanne à bille. Il n'est pas difficile d'insérer un système de netto-

yage au travers des ouvertures des tuyaux reliés à chaque extrémité du boîtier de vanne à bille et au travers de l'ouverture du boîtier de vanne à bille, y compris l'ouverture de la vanne à bille, parce que toutes les ouvertures sont

principalement de même diamètre.

Dans un dispositif de vanne à bille, le fluide circulant dans l'ouverture ou l'orifice de la vanne à bille,peut s'établir dans des cavités situées entre la surface extérieure de la vanne à bille et le boîtier de vanne

à bille, lorsque la vanne à bille est fermée. Ceci peut éventuellement empê-

cher la rotation de la vanne à bille.

Le dispositif de vanne à bille de la présente invention résoud ce problème de façon satisfaisante en proposant un système dans lequel il y a

un courant entre la vanne à bille et le boîtier de vanne à bille et les pré-

cédents coussinets sphériques lorsque la vanne à bille est dans sa position d'ouverture. Il en résulte que, il n'y a pas formation d'écoulement de fluide au travers du boîtier de vanne à bille, ayant pour effet de mettre en mouvement

la vanne à bille entre ses positions d'ouverture et de fermeture.

L'objet de cette invention est de proposer un unique dispo-

sitif de vanne à bille.

Un autre objet de cette invention est de proposer un disposi-

tif de vanne bille ayant un boîtier de vanne à bille composé d'un corps u-

nique avec une vanne à bille située dans le boîtier de vanne à bille et étant

traversé par une ouverture pour flux maximum.

- 4 -

Un autre objet de cette invention est de proposer un élé-

ment unique de vanne à bille traversé par une ouverture pour flux maximum.

D'autres objets, utilisations et avantages de cette invention,

apparaîtront à la lecture de la description ci-dessous, en référence aux dessins

annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue de face du dispositif de vanne à bille comprenant une vanne à bille selon la présente invention, avec une vanne à bille dans sa position d'ouverture; la figure 2 est une vue en perspective de la vanne à bille de la présente invention;

la figure 3 est une vue en coupe du dispositif de vanne à bil-

le de la figure 1 avec une vanne à bille dans sa position de fermeture; la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la

figure 3 du dispositif de vanne à bille, avec une vanne à bille dans sa posi-

tion de fermeture; la figure 5 est une vue en coupe du dispositif de vanne à bille de la figure 1 avec une vanne à bille dans sa position d'ouverture; la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 5 du dispositif de vanne à bille avec une vanne à bille dans sa position d'ouverture; la figure 7 est une vue en coupe du boîtier de vanne à bille du dispositif de vanne à bille de la présente invention; la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne 8-8 de la figure 7, du boîtier de vanne à bille de la figure 7; la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne 9-9 de la figure 7, du boîtier de vanne à bille de la figure 7; la figure 10 est une vue de face selon la ligne 10-10 de la figure 2, de la vanne à bille de la figure 2; la figure 11 est une vue de dessus suivant les flèches 11 de la figure 2, de la vanne à bille de la fibre 2; la figure 12 est une vue en bout selon la ligne 12-12 de la figure 2, de la vanne à bille de la figure 2;

la figure 13 est une vue en coupe de la bague de position-

nement et de maintien utilisée avec le mécanisme de rotation du dispositif de vanne à bille de la présente invention; et la figure 14 est une vue de dessus d'un anneau à lanterne utilisé avec le mécanisme de rotation du dispositif de vanne à bille de la

présente invention.

En référence aux dessins et particulièrement à la figure 1, on peut voir un dispositif de vanne à bille 10 muni d'une vanne à bille 11

(voir fig.2) disposé à l'intérieur d'un boîtier de vanne à bille 12 (voir fig.l).

- 5 - Un mécanisme de rotation ou de manoeuvre fait tourner la vanne à bille Il entre ses positions d'ouverture des figures 5 et 6 et ses positions de fermeture des

figures 3 et 4.

La rotation du mécanisme de rotation 14 déplaçant la vanne à bille 11 vers sa position d'ouverture des figures 1, 5, 6, est limitée par con- tact avec la butée 15 (voir fig.l) qui est montée sur le boîtier de vanne à bille 12. Une butée 13 (Fig.7) est montée sur le boîtier de vanne à bille 12, à 90 de rotation du mécanisme de rotation 14 par rapport à la butée 15, afin de limiter la rotation du mécanisme de rotation 14 lorsque la vanne à bille 11

est déplacée vers sa position de fermeture des figures 3 et 4.

La vanne à bille 11 comprend de préférence un corps unique muni de segments sphériques 18 (Fîg.2, 4, 6, 10, 11) et 19, ayant un centre commun, situé à ses extrémités opposées, avec une partie ou secteur 20 reliant les secteurs sphériques 18 et 19 ensemble. La partie de liaison 20 possède une

ouverture ou orifice 21 s'étendant de part en part dont l'axe longitudinal pas-

se par le centre commun des secteurs sphériques 18 et 19.

Comme le montrent les figures 4,6,11, la partie 20 n'a pas

un périmètre plus grand que le périmètre interne 22 (Fig.10) du secteur sphé-

rique 18, ou que le périmètre interne 23 (Fig.10) du secteur sphérique 19. La partie 20 a son périmètre moins grand que les périmètres internes 22 et 23,

sauf aux endroits o elle est adjacente a périmètres internes 22 et 23. Cha-

cun des segments sphériques 18 et 19 est moins grand qu'une demiesphère, il

en est de même des périmètres internes 22 et 23.

Comme le montrent les figures 10 et 11, l'ouverture 21 est de section transversale circulaire, et de diamètre constant. Le diamètre de 1'

ouverture 21 est tel qu' une partie de l'ouverture 21 traverse le segment sphé-

rique 18, et donne à la partie 24 du périmètre interne 22 du secteur sphéri-

que 18,une forme d'arc de cercle (Fig.10). De la même manière, le périmètre in-

terne 23 du secteur sphérique 19 possède une partie 25 en arc de cercle due à l'intersection de l'ouverture 21 et du secteur sphérique 19. Une dispositif

analogue existe à l'extrémité opposée de l'ouverture 21.

La partie 20 présente une zone entaillée 26 (Fig.11) à l'une des extrémités de l'ouverture 21, et une zone entaillée 27 à l'autre extrémité de l'ouverture 21. Les zones entaillées 26 et 27 de la partie 20 forment des courbures lui donnant la configuration d'un sablier comme le montre la figure 11.

La partie 20 est formée par un cylindre circulaire droit si-

tué entre les périmètres internes 22 et 23 des secteurs sphériques respectifs

18 et 19, à l'exclusion des zones entaillées 26 et 27. Comme le montre la figu-

re 10, le rayon du cylindre circulaire droit est le même que le rayon des

périmètres internes 22 et 23 des secteurs sphériques respectifs 18 et 19.

6-- Comme le montrent les figures 3 et 7, le boîtier de vanne 12 comprend un corps unique 30 possédant une première ouverture longitudinale 31 s'étendant de part en part et une seconde ouverture longitudinale 32 dont l'axe

longitudinal est principalement perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'ouver-

ture 31 communiquart avec elle. La première ouverture 31,- dont le diamètre est variable,comprend une première partie 33 d'un premier diamètre constant et une

deuxième partie 34 d'un second diamètre constant supérieur au premier diamètre.

La seconde ouverture 32 coupe la première ouverture 31 entre la première partie

33 et la seconde partie 34.

Le corps 30 possède une surface d'appui annulaire 35 interne et adjacente à l'extrémité interne de la première partie 33 de la première ouverture 31, formée pour recevoir le coussinet annulaire amovible 36 (voir figure 3) lorsque le coussinet 36 est inséré au travers de la seconde partie

34 de la prcmière ouverture 31. Le coussinet annulaire 36, composé d'un maté-

riau élastique approprié tel que polytetrafluoroeahylène par exemple, possède une surface interne de liaison 37, qui peut être sphérique, conique, etc.., pour épouser la surface externe du secteur sphérique 18 de la vanne à bille 11 lorsque la vanne à bille 11 est dans sa position de fermeture des figures 3 et 14. Le diamètre maximum de la partie cylindrique 20 de la vanne à bille 11 est la distance séparant les surfaces 38 et 39 de la figure 10. Les

surfaces 38 et 39 de la partie 20 sont séparées l'une de l'autre par une distan-

ce légèrement inférieure au diamètre de la seconde partie 34 (voir figure 3),de

la première ouverture 31 du corps 30 du boîtier de vanne à bille 12. Par consé-

quent, dans sa position de fermeture, la vanne à bille 11 peut être insérée à l'intérieur de la seconde partie 34 de la première ouverture 31 du corps 30 du

boîtier de vanne à bille 12,jusqu'à ce que la surface externe du secteur sphé-

rique 18 épouse la surface interne de liaison 37 du coussinet 36, qui a été

préalablement inséré au travers de la seconde partie 34 de la première ouver-

ture 31 du corps 30 du boîtier de vanne à bille 12.

Alors, le second coussinet amovible annulaire 40, qui est composé du même matériau élastique que le coussinet 36 et qui a la même forme que lui, est inséré à l'intérieur de la seconde partie 34 de la première ouverture 31 du corps 30 du boîtier de vanne à bille 12. Le second coussinet amovible 40 possède une surface interne de liaison 41 épousant la surface

externe du secteur sphérique 19 de la vanne à bille 1l,formant ainsi appui.

Une pièce rapportée 42 est alors positionnée à l'intérieur de la seconde partie 34 de l'ouverture 31 du corps 30 du boîtier de vanne à bille 12. La partie rapportée 42 a son extrémité intérieure 43 façonnée de manière à supporter les parties du second coussinet amovible 40, qui est également supporté par la paroi du corps 30 constituant la seconde partie 34 de la première ouverture 31

du corps 30 du boîtier de vanne 12.

La pièce rapportée 42 est maintenuedans le corps 30 par la pose de vis 44, qui coopèrent avec des filetages situés à la fois dans le corps 30 et la pièce rapportée 42. Les filetages sont formés dans le corps 30 et la pièce rapportée 42 par perçage et taraudage du corps 30 et de la pièce rapportée 42,après positionnement de la pièce 42 dans la position désirée,

dans la seconde partie 34 du premier passage 31 du corps 30.

La pièce rapportée 42 possède une ouverture longitudinale 45 s'étendant de part en part,et principalement de même diamètre que le diamètre de la première partie 33 de la première ouverture 31 dans le corps 30 du boitie de vanne à bille 12,et que le diamètre de l'ouverture 21 de la vanne à bille 11

L'ouverture 45 a le même axe que la première partie 33 de la première ouvertu-

re 31 du corps 30,et que l'ouverture 21 de la vanne à bille 11.

Si la vanne à bille 11 est dans sa position d'ouverture des figures 5 et 6, la première partie 33 de la première ouverture 31 du corps 30 du boîtier de vanne à bille 12, l'ouverture 21 dans la vanne à bille 1l et

l'ouverture 45 dans la pièce rapportée 42 forment une ouverture continue, prin-

cipalement de même diamètre, au travers du boîtier de vanne à bille 12. C'est pourquoi aucune turbulence n'est créée par la vanne à bille 11, ainsi un courar

maximal traverse le boîtier de vanne à bille 12.

La première ouverture 31 du corps 30 du boîtier de vanne 12,a une partie élargie 46 entre la première partie 33 et la seconde partie 34. La partie élargie 46 est alignée avec la seconde ouverture 32 comme le montre

la figure 7.

La partie élargie 46 constitue une chambre. Lorsque la vanne à bille 11 est dans sa position d'ouverture des figures 5 et 6, une cuvette 47 (voir figure 6) est formée entre la surface externe du secteur sphérique 18 de la vanne à bille ll,et la partie élargie 46 de la première ouverture 31 du corps 30, et une cuvette 48 est formée entre la partie élargie 46 de la première ouverture 31 du corps 30 et la surface externe du secteur sphérique 19 de la vanne à bille 11. Les cuvettes 46 et 47 communiquent avec l'ouverture 49 (voir figure 5) en dessous de la vanne à bille 11 et avec l'ouverture 50 au dessous de la vanne à bille lllorsque la vanne à bille 11 est dans sa position d'ouverture. Ceci permet aux cuvettes 46 et 47 d'être traversées par un courant, ainsi il n' y a pas affluence de fluide par le boîtier de

vanne à bille 12.

Comme il a été mentionné antérieurement, le mécanisme de rota-

tion ou de manoeuvre 14 fait tourner la vanne à bille 11 entre ses positions d'ouverture et de fermeture. Le mécanisme de rotation comprend une tige de manoeuvre 55 munie d'une queue 56 située dans une encoche 57 de la partie 20 8.- du boîtier de vanne 11. L'encoche 57 a sa paroi du fond 58 (voir figure 3) incurvée pour coopérer avec la surface inférieure incurvée 59 de la queue 56 pour empêcher la vanne à bille 11 de basculer, ainsi les secteurs sphériques 18 et 19 ne cessent de coopérer avec les coussinets amovibles respectifs 36 et 40. La tige 55 est située à l'intérieur de la seconde ouverture

32 du corps 30 du bottier de vanne à bille 12. Un coussinet 60, formé de préfé-

rence de polytétrafluoroétylne ou d'un autre matériau anti-friction, est maintenue contre une partie de tige de manoeuvre 55 par une bague d'arrêt et de positionnement 61. La bague d'arrêt et positionnement 61 a sa face externe filetée, comme le montre la figure 13, pour coopérer avec la partie filetée 62

(voir figure 7) de la seconde ouverture 32 du corps 30 du boîtier de vanne 12.

Une rondelle 63 (voir figure 3) prend appui sur le dessus de la bague d'arrêt et positionnement 61. Une garniture d'étoupe à chevron 64 est

placée au-dessus de la rondelle 63 pour empêcher les fuites.

Un anneau à lanterne 65 est monté au-dessus de la garniture d'étoupe 64, et en-dessous de la garniture d'étoupe à chevron 66. L'anneau

à lanterne 65 a deux ouvertures 67 diamétralement opposées (voir figure 14).

Chacuredes ouvertures 67 communique avec une ouverture extérieu-

re annulaire 68 (voir figure 3), qui est formée entre l'anneau à lanterne 65 et la paroi de la seconde ouverture 32 du corps 30 du boîtier de vanne 12. Une ouverture annulaire 39, qui communique ainsi avecchacune des deux ouvertures

diamétralement opposées 67 de l'anneau à lanterne 65, est formée entre la sur-

face externe de la tige de manoeuvre 55 et l'anneau à lanterne 65.

Ainsi, s'il y a une quelconque fuite au travers de la garniture

d'étoupe à chevron 64, le fluide entre dans l'ouverture 67 disposée diamétrale-

ment. L'ouverture annulaire 68 communique avec l'ouverture 70 (voir figure 8) du corps 30. L'ouverture 70 a des filetages 71 pour recevoir une prise filetée, par exemple, qui peut être couplée avec un détecteur de fuite du courant de

fluide traversant le boîtier de vanne 12.

Une bague presse étoupe 72 (voir figures3,5) est disposée partiellement à l'intérieur de la seconde ouverture 32 du corps 30 du boîtier de vanne 12 au-dessus de la garniture d'étoupe 66. La bague presse étoupe 72 s'appuie contre la surface inférieure 73 de l'embout 74 qui coopère avec la

tige de manoeuvre 55.

La tige de manoeuvre 55 a une partie réduite 75 s'étendant dans l'embout 74. Un goujon 76 coopère par filetage de sa partie inférieure à la partie réduite 75 de la tige de manoeuvre 55. Le goujon 76 a une rondelle

77 s'ajustant dessus et s'appuyant sur un épaulement de l'embout 74.

Un moyen élastique approprié 79, qui est de préférence une rondelleressort Belleville, repose au-dessus de la rondelle 77 et possède une bague 80 coopérant avec sa surface supérieure. Un écrou de blocage 81 est monté sur le goujon 76 contre la bague 80, et un contre-écrou 82 est situé au-dessus de l'écrou de blocage 81. Ainsi, l'embout 74 est solidaire de la tige de manoeuvre 55, ainsi toute rotation de l'embout 74 est transmise

à la tige de manoeuvre 55.

Le mécanisme de rotation 14 comprend une poignée 83, qui est liée à l'embout 74 par deux bagues de retenue 84 disposées dans des gorges de la poignée 83. Lorsque la-vanne à bille 11 est dans sa position d'ouverture des figures 1 et 5, un index 85, qui est solidaire de l'embout 74, coopère avec la butée 15 comme le montre la figure 1. Lorsque la vanne à bille 11 est dans sa position de fermeture de la figure 3, l'index 85 coopère avec la butée 16 (voir figure 7) du corps 30 du bottier de vanne à bille 12. Les butées 15 (voir figure 1) et 16 (voir figure 7) ont également pour fonction d'indiquer la position de la vanne à bille Il (voir figure 3) correspondant à celle des deux butées 15 (voir figure i) ou 16 (voir figure 7), qui coopère

avec l'index 85 (voir figure 1).

Le corps 30 a une bride 86 ( voir figure 6 et 9) à l'une de ses extrémités munie d'une pluralité de trous. Les trous 87 sont disposés selon les normes ANSI pour permettre au bottier de vanne à bille 12 d'être

fixé à un pipe-line par exemple, par liaison au moyen de boulons 88 (un exem-

ple est montré figure 6) traversant les trous, qui sont analogues aux trous 87, dans la bride de l'extrémité du tuyau et dans les trous 87, avec des écrous

89 (un exemple est montré figure 6) pour maintenir les boulons 88. Les empla-

cements des écrous 89 sont tels que la paroi externe du corps 30 ne peut pas

être augmentée en diamètre, ainsi la seconde partie 34 de la première ouvertu-

re 31 pourrait avoir un diamètre plus grand pour recevoir une vanne à bille sphérique. On doit comprendre que la partie rapportée 42 (voir figure 3-6), qui est employée pour exercer une force sur le coussinet amovible 40, contre le secteur sphérique 19 de la vanne à bille 11 lorsque la vanne à bille 11 est dans sa position de fermeture des figures 3 et 4, est positionnée à l'intérieur de la seconde partie 34 de la première ouverture 31 du corps 30 diboltier de vanne à bille 12,jusqu'à ce que la surface extrême 90 affleure

la surface annulaire 91, qui est autour de la seconde partie 34 de la premiè-

re ouverture 31 du corps 30, sur la bride 86 du corps 30. Les surfaces 90 et 91 fonctionnent comme une surface d'étanchéité pour un joint situé entre 38 le bottier de vanne à bille 12 et le tuyau, qui est relié au boîtier de vanne

- 10 _

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à bille 12 au moyen des boulons 88 (voir figure 6) et des écrous 89.

Lorsque la pièce rapportée est positionnée à l'intérieur de

la seconde partie 34 de la première ouverture 31 du corps 30, la pièce rappor-

tée 42 à deux surfaces portantes longitudinales séparées 92 et 93, sur sa surface portante externe, contre-les parties de la paroi de la second partie 34 de la première ouverture 31 du corps 30. La surface portante 93 a des trous

taraudés pour la mise en place des vis 44 la traversant.

Le corps 30 a une seconde bride d'extrémité 94 à extrémité opposée à la bride 86. La bride 94 a une pluralité de trous 95 (voir figure 8), disposés selon les normes ANSI pour permettre au bottier de vanne à bille 12 d'être fixé à un autre tuyau du pipe-line dans lequel le boltier de vanne à bille 12 est monté. La liaison est réalisée par des boulons 96 (voir figure

8) et des écrous, qui sont les mêmes que les écrous 89 (voir figure 6).

La seconde bride 94 a une surface annul'ire 97 entourant la première partie 33 de l'ouverture 31.La surface annulaire 97 supporte un joint, qui est placé entre le corps 30 du bottier de vanne 12 et le tuyau contre

lequel la seconde bride 94 du corps 30 du bottier de vanne 12 est fixée.

On doit comprendre que tout autre mécanisme de rotation ou de manoeuvreadapté pourrait être employé à la place du mécanisme de rotation de manoeuvre 14 (voir figure 3). Il est seulement nécessaire que le mécanisme de rotation ou de manoeuvre soit capable d'être relié à la vanne à bille 11 par tout moyen approprié pour lequel la vanne à bille 11 admet une rotation de 901, sans glissement d'aucun degré, de la vanne à bille Il par rapport au boîtier de

vanne à bille 12.

Alors que la partie 20 (voir figure 10) de la vanne à bille 11

a été montrée et décrite comme étant un cylindre droit circulaire, on compren-

dra que toute autre configuration pourrait être employée pourvu que le périmè-

tre maximum de la partie 20 n'excède pas le périmètre interne 22 du secteur sphérique 18,ni le périmètre interne 23 du secteur sphérique 19. Il est seulement nécessaire que la partie de liaison 20 soit capable de posséder une ouverture 21, à l'intérieur, du même diamètre que la première partie 33 (voir figure 3) de la première ouverture 31 du corps 30 du bottier de vanne à bille 12,et que l'ouverture 45 de la pièce rapportée 42, de même axe qu'elles, lorsque la vanne à bille 11 est dans sa position

d'ouverture.

Alors que la présente invention a été montrée et décrite

comme ayant chacune de ses première partie 33 et secondepartie 34 de l'ouver-

ture 31, l'ouverture 45 de la pièce rapportée 42, l'ouverture 21 de la vanne à bille 11; de section transversale circulaire, on comprendra que ceci n'est

pas indispensable au fonctionnement. Il est seulement nécessaire que la premiè-

- la -

re partie 33 de la première ouverture 31, l'ouverture 45 de la partie rappor-

t(e![2, et l'ouverture 21 de la vanne à bille 11 soient de mêmesdimension et forme constantes,et soient de même axe lorsque la vanne à bille 11 est dans sa position d'ouverture. IL est également seulement nécessaire que la seconde partie 34 de la première ouverture 31 et la surface externe de la pièce rappor tée 42 aient la même configuration,et que la partie 20 de la vanne à bille Il soit plus petite que la seconde partie 34 de la première ouverture 31, de sorte que la vanne à bille 11 soit capable de coulisser dans la seconde partie

34 de la première ouverture 31,lorsque la vanne à bille 11 est dans sa posi-

tion de fermeture.

Un avantage de cette invention est qu'il n'est pas nécessaire que le corps de la vanne à bille soit composé de plusieurs éléments devant être assemblés à l'intérieur du bottier de vanne à bille composé d'un corps unique. Un autre avantage de cette invention est qu'il n' y a aucun joint dans le boîtier de vanne à bille qui pourrait fuir, et la nécessité d'un joint d'étanchéité est supprimée. Un avantage ultérieur de l'invention est

d'être plus légère que les bottiers de vanne à bille disponibles actuelle-

ment. A titre d'exemple, on a montré une réalisation particulière

de cette invention que l'on a décrite selon les meilleuiespossibilités actuel-

les. Cependant, il est évident que des changements ou modification dans la disposition ou la réalisation de ces éléments peuvent être apportés sans

23 modifier l'esprit ni l'étendue de la présente invention.

- 12 -

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Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de vanne à bille caractérisé par un boitier de vanne 12 muni d'un système d'ouverture 31,45 s'étendant de part en part, une vanne à bille 11 située dans ladite ouverture pour contrôler le courant traversant ladite ouverture, ladite ouverture possédant un premier coussinet d'étanchéité 36 situé sur l'une des faces de ladite vanne à bille et un second coussinet d'étanchéité 40 situé sur l'autre face de ladite vanne, chacun de ces premier et second coussinets d'étanchéité étant élastique; ladite vanne à bille possédant un premier secteur sphérique 18 à l'une de ses extrémités s'engageant dans ledit premier coussinet d'étanchéité, un second secteur sphérique 19 à l'autre de ses extrémités s'engageant dans ledit.second coussinet

d'étanchéité, chacun de ces premier secteur sphérique et second secteur sphéri-

que étant moins grand qu'une demi-sphère, les deux secteurs sphériques ayant un périmètre interne de la même longueur et un secteur 20 réunissant ledit premier secteur sphérique et ledit second secteur sphérique l'un à l'autre, ledit secteur de liaison 20 n'ayant pas un périmètre plus grand que le périmètre interne de chacun desdits premier secteur sphérique et second secteur sphérique ledit secteur de liaison possédant une ouverture 21 s'étendant de part en part,

de même diamètre constant que les parties dudit système d'ouverture 31,45 exté-

rieur audit premier coussinet d'étanchéité et audit second coussinet d'étanchéité

un mécanisme de rotation 14 supporté par ledit boitier de vanne servant à tour -

ner ladite vanne à bille entre une position d'ouverture pour laquelle ladite

ouverture de ladite vanne fait communiquer la partie desdits moyens d'ouver-

ture extérieure audit premier coussinet d'étanchéité>et la partie desdits moyens d'ouverture extérieure audit second coussinet d'étanchéité l'une avec l'autre pour permettre le passage du courant de part en part, et une position de fermeture pour laquelle lesdits moyens de liaison empêchent le courant de traverser lesdits moyens de liaison, ledit premier secteur sphérique engageant ledit premier coussinet d'étanchéité et ledit second secteur sphérique engageant ledit second coussinet d'étanchéité quand ladite vanne à bille a été tournée jusqu'à sa position de fermeture pour laquelle le courant ne peut pas circuler

au travers de ladite ouverture dudit moyen de liaison de ladite vanne à bille.

2. Un dispositif de vanne à bille selon revendication 1) caractérisé en ce que ledit boitier de vanne possède une deuxième ouverture 32 fixée perpendiculairement audit système d'ouverture s'étendant au travers dudit boitier de vanne et communicant avec lui, ledit mécanisme de rotation est situé dans ladite seconde ouverture et ladite vanne à bille est située

à l'intersection de ladite seconde ouverture et de ladite ouverture longitu-

dinale 31, lesdits moyens 57 de liaison du boitier de vanne à bille coopérent 39 avec ledit mécanisme de rotation pour permettre la rotation de ladite vanne

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b bille au moyen desdits moyens de rotation.

3. Un dispositif de vanne à bille selon revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que ladite vanne à bille est un corps unique et que ledit secteur de liaison est principalement cylindrique et s'étend entre le périmètre interne dudit premier secteur sphérique et le périmètre interne

dudit second secteur sphérique.

4. Un dispositif de vanne b bille selon revendication 3, caractérisé en ce que ledit secteur principalement cylindrique est entaillé

à chaque extrémité de ladite ouverture s'étendant de part en part.

5. Un dispositif de vanne b baille selon revendication 4/ caractérisé en ce que ledit moyen de liaison comprend un logement dans ledit secteur principalement cylindrique pour recevoir ledit mécanisme de rotation, fixé perpendiculairement à l'axe longitudinal de ladite ouverture s'étendant

au travers du secteur principalement cylindrique.

6. Un dispositif de vanne à bille selon l'une quelconque

des revendications précédentes caractérisé en ce que chacun desdits premier

coussinet d'étanchéité 36 et second coussinet d'étanchéité 40 est amovible

au travers de ladite ouverture longitudinale 31.

7. Un dispositif de vanne à bille selon l'une quelconque

des revendications précédentescaractérisé en ce que ledit système 31,45

d'ouverture s'étendant au travers dudit boitier comprend une première partie 33, d'un premier diamètre constant, s'étendant à l'une des extrémités dudit boitier, et une deuxième partie 34, d'un deuxième diamètre constant s'étendant à l'autre extrémité dudit boitier, une pièce rapportée 42 située dans ladite seconde partie de ladite ouverture et possédant une ouverture 45 s'étendant de part en part, du même diamètre constant que le diamètre constant de ladite première partie de ladite ouverture, et de même axe qu'elle, l'ouverture dudit secteur de liaison étant du même diamètre que ladite première partie 33 de ladite ouverture dudit corps et que ladite ouverture 45 de ladite pièce

rapportée.

8. Un dispositif de vanne à bille caractérisé par un corps unique; ledit corps unique ayant un premier secteur sphérique à l'une de ses extrémités, un second secteur sphérique à son autre extrémité, chacun de

ces dits premier et second secteurs sphériques étant moins grand qu'une demi-

sphère et ayant des périmètres internes de la même longueur, et des moyens reliant ledit premier secteur sphérique et ledit second secteur sphérique l'un à l'autre, ledit moyen de liaison n'ayant pas un périmètre supérieur au 38 périmètre interne de chacun desdits premier secteur sphérique et second secteur - 14. sphérique; ledit moyen de liaison possédant une ouverture s'étendant de part en part, du même diamètre que les ouvertures du boitier de vanne à bille avec lesquelles ladite ouverture communique, lesdits moyens de liaison ayant des moyens pour coopérer avec les moyens de rotation pour tourner ledit corps unique et permettre à ladite ouverture desdits moyens de liaison d'être en position ouverte ou fermée; et chacun dudit premier secteur sphérique et

dudit second secteur sphérique engageant un coussinet d'étanchéité dans le boi-

tier de vanne c bille quand ladite ouverture est en position fermée.

9. Une vanne à bille selon revendication 8)caractérisée en

ce que ledit moyen de liaison est un secteur principalement cylindrique s'éten-

dant entre ledit premier secteur sphérique et ledit second secteur sphérique et que ledit secteur principalement cylindrique est entaille à chacune des

extrémités de ladite ouverture s'étendant de part en part.

10. Une vanne à bille selon revendication 9,caractérisée

en ce que ledit moyen de liaison comprend un logement dans ledit secteur princi-

palement cylindrique pour recevoir les moyens de rotation disposés principale-

17 ment perpendiculairement à l'axe longitudinal de ladite ouverture.