FR2786548A1 - Dispositif de verrouillage etanche d'un obturateur et robinet spherique equipe d'un tel dispositif - Google Patents

Abstract

Le dispositif de verrouillage étanche d'un obturateur (7) de robinet sphérique (1) comprend un siège (13) fixé sur l'obturateur alors que le corps (2) du robinet porte un anneau (30) mobile entre une position éloignée de ce siège (13) et une position en appui étanche contre ce siège en position fermée dudit robinet. Plusieurs doigts (50), mobiles en translation et répartis autour d'une conduite (3) au niveau de l'anneau mobile (30), sont aptes à exercer sur cet anneau (30) un effort (F) dirigé vers le siège (13), chaque doigt (50) étant pourvu, à son extrémité (50b) opposée à l'anneau (30), d'une surface de portée (50c), inclinée par rapport à la direction (Y-Y') de translation du doigt (50) et apte à coopérer avec une surface de portée (60d) correspondante d'un coin (60) mobile en translation selon une direction (Z-Z') globalement perpendiculaire à la direction (Y-Y') de translation du doigt (50).

Description

L'invention a trait à un dispositif de verrouillage étanche d'un obturateur de robinet sphérique et à un robinet sphérique, notamment pour l'alimentation en eau d'un groupe turbo-alternateur de centrale hydro-électrique, équipé d'un tel dispositif de verrouillage.

Quelle que soit l'application qui en est faite, il est généralement indispensable qu'un robinet sphérique ne fuie pas en position fermée. Pour ce faire, il est connu, notamment dans le domaine des robinets sphériques utilisés pour le contrôle de l'alimentation en eau de groupes turbo-alternateurs de centrale hydro-électrique, d'équiper l'obturateur du robinet sphérique d'un siège prévu pour tre disposé au niveau du bord d'une conduite d'alimentation ou d'évacuation du robinet. Ce siège coopère avec un anneau, mobile dans le corps du robinet, pour assurer l'étanchéité du robinet en position fermée. L'anneau mobile dans le corps du robinet est commandé en déplacement, pour venir se plaquer de façon étanche contre le siège fixé sur l'obturateur, grâce à un fluide de commande. Une telle configuration permettant l'appui étanche de l'anneau mobile sur le siège fixé sur l'obturateur peut donner satisfaction dans un grand nombre de cas ; elle présente cependant des limitations.

Tout d'abord, en cas de rupture de l'alimentation en pression du fluide de commande de l'anneau mobile, on ne peut pas exclure que cet anneau s'écarte du siège, ce qui conduit à une fuite.

En outre, les robinets sphériques de grandes dimensions sont généralement pourvus de deux dispositifs d'étanchéité, l'un du côté de la conduite aval du robinet, l'autre du côté de la conduite amont. Le système d'étanchéité prévu du côté de la conduite aval est généralement dénommé"système d'étanchéité de service"et il est mis en oeuvre, c'est-à-dire fermé, à chaque arrt du groupe turbo-alternateur, soit lors de chaque basculement de l'obturateur en position de fermeture du robinet. Le système d'étanchéité amont, qui est mis en oeuvre plus rarement, est dénommé"système d'étanchéité de maintenance". Ce système doit tre parfaitement efficace pour garantir la sécurité des opérateurs lorsque ceux-ci travaillent en aval du robinet, notamment dans la conduite de force d'alimentation du groupe turbo-alternateur. Compte tenu du fonctionnement régulier du système d'étanchéité de service, les éléments qui le composent ont tendance à s'user ou à se dégrader, de sorte qu'il est parfois nécessaire de procéder à des opérations de réparation, notamment à l'échange standard de certains de ses éléments constitutifs. Dans ce cas, l'étanchéité obtenue grâce au système d'étanchéité de maintenance est essentielle et doit tre impérativement garantie. Il s'avère en effet qu'une fuite de quelques millimètres sur un robinet sphérique de taille classique utilisé pour l'alimentation d'un groupe turboalternateur de centrale hydro-électrique conduit à remplir en quelques secondes le corps du robinet et la conduite aval, ce qui pourrait conduire à la noyade du personnel en train de travailler dans cette conduite ou au niveau du dispositif d'étanchéité de service.

Pour toutes les raisons qui précèdent, il est souvent considéré comme indispensable de prévoir un système de verrouillage mécanique de l'anneau mobile du robinet en appui étanche contre le siège, y compris en cas de rupture de l'alimentation en pression du fluide de commande de l'anneau mobile.

La Demanderesse a déjà mis au point un système de verrouillage mécanique dans lequel des sabots répartis dans le corps du robinet autour de la conduite d'alimentation peuvent tre déplacés, grâce à un système de traction, vers une position dans laquelle ils bloquent, par coopération de formes, un anneau mobile en position d'appui étanche contre le siège fixé sur l'obturateur. Un tel agencement donne généralement satisfaction. Cependant, compte tenu des pressions supportées par les boucliers de l'obturateur qui peuvent atteindre plusieurs centaines de tonnes de poussée, il s'avère que le bouclier a tendance à s'affaisser vers l'aval, de sorte que le déplacement de l'anneau mobile du robinet, nécessaire pour venir en appui étanche contre le siège fixé sur l'obturateur, évolue dans le temps et n'est pas uniforme sur la périphérie de cet anneau. La course des sabots utilisés pour un verrouillage efficace est donc variable en fonction du temps et de leur position autour de la conduite et, lorsque cette course est trop importante, l'effort de blocage du sabot sur la face arrière de l'anneau mobile est concentré sur une faible largeur. Ceci n'est pas satisfaisant sur le plan mécanique et conduit à un matage ou marquage des surfaces en appui l'une contre l'autre, ce matage ou marquage impliquant des risques de coincement et de mauvaise transmission des efforts mécaniques entre les pièces en question. De plus, 1'effort de verrouillage est obtenu par traction sur les coins alors que, compte tenu des contraintes géométriques du robinet, les organes de traction des coins ont un diamètre relativement faible, ces organes de traction étant particulièrement sollicités compte tenu des efforts en jeu. Il existe donc un risque de rupture de ces organes de traction. Le mouvement des sabots de blocage nécessite que soit prévue une chambre de dégagement de ces sabots, ce qui revient à fragiliser le corps du robinet et, le cas échéant, à sur-dimensionner la chambre de pression de commande de l'anneau mobile. Enfin, compte tenu du verrouillage obtenu par traction sur les sabots, ceux-ci ne peuvent pas tre dégagés par rapport à l'anneau mobile, notamment pour la vérification de leur état, sans un démontage complet du robinet, un tel démontage n'étant généralement pas possible sans une interruption de longue durée du fonctionnement de l'installation à laquelle appartient le robinet.

C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un dispositif de verrouillage efficace, y compris lorsque la course de l'anneau mobile doit varier localement, et qui ne nécessite pas d'utiliser des sabots devant tre verrouillés par traction.

Dans cet esprit, l'invention concerne un dispositif de verrouillage du type précité qui comprend plusieurs doigts, mobiles en translation, répartis autour d'une conduite du robinet au niveau de l'anneau mobile et aptes à exercer sur cet anneau un effort dirigé vers le siège fixé sur l'obturateur, chaque doigt étant pourvu, à son extrémité opposée à cet anneau, d'une surface de portée, inclinée par rapport à la direction de translation du doigt et apte à coopérer avec une surface de portée correspondante d'un coin mobile en translation selon une direction globalement perpendiculaire à la direction de translation du doigt.

Grâce à l'invention, les doigts peuvent tre poussés en direction de l'anneau mobile pour verrouiller celui-ci en appui étanche contre le siège fixé sur l'obturateur et ce, grâce aux coins. La transmission des efforts entre chaque coin et chaque doigt a lieu grâce aux surfaces de portée qui coopèrent, ce qui permet de déplacer ces éléments selon des directions globalement perpendiculaires.

Selon un premier aspect avantageux de l'invention, les surfaces de portée coopérantes du doigt et du coin sont globalement parallèles et orientées de telle sorte qu'un déplacement du coin, selon une direction correspondant à un effort de poussée exercé depuis l'extérieur du robinet, induit un effort de déplacement correspondant du doigt en direction de l'anneau mobile. En d'autres termes, une poussée sur le coin induit une poussée sur l'anneau mobile en direction du siège fixe, c'est-à-dire une fermeture étanche du robinet. Les éléments du dispositif de verrouillage travaillent donc en poussée, et non pas en traction comme le système connu, lors de la fermeture du robinet.

Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le coin est de forme globalement cylindrique, la surface de portée étant formée par le fond d'une gorge longitudinale incliné par rapport à un axe principal du coin. On peut également prévoir que le doigt est de forme globalement cylindrique et pourvu de deux méplats ménagés de part et d'autre de sa surface de portée. Dans ce cas, l'écartement des deux méplats peut tre tel que l'extrémité du doigt pourvu de la surface de portée est apte à coulisser dans la gorge du coin, les méplats étant en contact glissant avec les côtés de la gorge du coin. Cette disposition permet un guidage efficace du doigt par rapport au coin et, en particulier, une translation du coin selon son axe principal, sans rotation autour de cet axe, et une translation du doigt selon son axe principal, sans rotation autour de cet axe.

Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le dispositif comprend une douille de guidage de la partie du coin pourvue de la surface de portée, cette douille comprenant un alésage de coulissement du coin et un alésage de passage du doigt. Une telle bague peut tre prévue dans un matériau permettant un guidage sans risque de corrosion ou de grippage, par exemple en acier inoxydable, ce qui permet d'obtenir un guidage efficace sans devoir chemiser l'ensemble des alésages dans lesquels coulissent les coins du dispositif de verrouillage.

Selon un autre aspect avantageux de l'invention, l'anneau mobile est apte à venir, en position éloignée du siège, en butée contre un épaulement interne d'un logement de réception et de translation de l'anneau, cet épaulement étant disposé de telle sorte que le jeu, entre l'anneau dans cette position éloignée et le doigt, peut tre non nul lorsque le doigt n'est pas poussé par le coin. En d'autres termes, le doigt n'est pas forcément au contact de l'anneau mobile en position rétractée de cet anneau à l'intérieur du corps, de sorte que le dispositif de verrouillage n'est pas sollicité mécaniquement en permanence par les efforts que pourraient transmettre l'anneau mobile du fait de la pression du fluide dans le robinet. Ceci permet d'envisager d'intervenir sur les éléments constitutifs du dispositif de verrouillage alors que l'anneau mobile est en position éloignée du siège, son déplacement étant limité par l'épaulement du corps fixe.

Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le doigt est au moins partiellement disposé dans une chambre de commande en pression du déplacement de l'anneau mobile par rapport au siège fixe.

Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le doigt et le coin sont disposés dans des logements formés dans un corps secondaire rapporté sur le corps principal du robinet, notamment un corps support de joint de raccordement d'une conduite d'alimentation ou d'évacuation du robinet. Cet aspect de l'invention permet d'envisager d'incorporer un dispositif de verrouillage conforme à l'invention sur des robinets existants sans en modifier de façon substantielle le corps, de telle sorte que l'opération de mise à niveau peut tre effectuée sur site sans dépose, transport et repose du robinet, ce qui constituerait des opérations longues, délicates et onéreuses.

L'invention concerne également un robinet sphérique, notamment pour l'alimentation en eau d'un groupe turbo-alternateur de centrale hydraulique, comprenant un dispositif de verrouillage tel que précédemment décrit. Un tel robinet fonctionne efficacement et peut tre verrouillé en position fermée sans risque de fuite, alors que son prix de revient est inférieur à celui des robinets analogues connus.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un robinet sphérique équipé d'un dispositif de verrouillage conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
-la figure 1 est une coupe de principe d'un robinet sphérique conforme à l'invention en position ouverte ou passante ;
-la figure 2 est une coupe analogue à la figure 1 alors que le robinet est en position fermée ;
-la figure 3 est une vue en perspective de l'obturateur du robinet des figures 1 et 2 ;
-la figure 4 est une coupe à plus grande échelle du détail IV à la figure 2 ;
-la figure 5 est une coupe à plus grande échelle du détail V à la figure 2 alors que le dispositif est dans une première position ;
-la figure 6 est une représentation en perspective éclatée des éléments de verrouillage visibles à la figure 5 ;
-la figure 7 est une coupe analogue à la figure 5 alors que le dispositif est dans une seconde position et
-la figure 8 est une coupe analogue à la figure 5 alors que le dispositif est dans une troisième position.

Le robinet 1 visible aux figures 1 et 2 comprend un corps 2 destiné à tre raccordé à une conduite amont 3 et à une conduite aval 4 au moyen de deux anneaux ou brides 5 et 6 portant des joints d'étanchéité non visibles sur ces figures.

Un obturateur 7 est mobile à l'intérieur du corps 2 entre les deux positions représentées respectivement aux figures 1 et 2, cet obturateur étant visible en perspective à la figure 3.

L'obturateur 7 est pourvu d'un orifice central 8 destiné à tre disposé en regard des canalisations 3 et 4 en position passante du robinet, de telle sorte que l'obturateur 7 ne s'oppose pas à l'écoulement du fluide, tel que de 1'eau, comme représenté par les flèches E à la figure 1. L'obturateur 7 comprend également deux boucliers 10 et 11, pourvus de nervures de rigidification 10a et lla et destinés à obturer respectivement les conduites 3 et 4 dans la position de la figure 2. L'obturateur 7 est équipé de tourillons 12 dont l'un au moins est associé à un levier 12a de commande de la rotation de l'obturateur 7, permettant de commander sa rotation R autour d'un axe
X-X'globalement perpendiculaire à la direction d'écoulement du fluide à l'intérieur du robinet.

Dans 1'exemple représenté, le robinet 1 est un robinet de contrôle de l'alimentation en eau d'un groupe turbo-alternateur de centrale hydro-électrique. Les conduites 3 et 4 ont un diamètre intérieur de l'ordre de 2500 mm et sont alimentées en eau à partir d'une conduite forcée qui peut avoir plusieurs kilomètres de long et plusieurs centaines de mètres de dénivelé. En conséquence, la pression de l'eau au niveau du bouclier 10 dans la configuration de la figure 2 peut atteindre 60 bars, de telle sorte qu'une poussée de plusieurs centaines de tonnes est exercée sur ce bouclier.

Pour garantir l'étanchéité du robinet 1 en position fermée, les boucliers 10 et 11 portent chacun un siège 13, respectivement 14, en forme d'anneau, prévu pour tre disposé au niveau du bord des conduites 3 ou 4 dans la position de la figure 2. Ces sièges sont formés en acier inoxydable et usinés avec précision.

Comme il ressort plus clairement de la figure 4, le dispositif d'étanchéité au niveau du bouclier aval 11 comprend un anneau mobile 20 reçu à l'intérieur d'un logement 21 défini entre le corps 2 et l'anneau 6, alors qu'une chambre de pression 22 communiquant avec le logement 21 est prévue pour tre alimentée en fluide de pressurisation par un conduit 23, comme représenté par la flèche P. Le fluide de pressurisation peut tre de 1'eau prélevée dans la conduite amont 3. Il est ainsi possible d'exercer sur la face arrière 20a de l'anneau 20 un effort de poussée suffisant pour le plaquer de façon étanche contre le siège 14, l'anneau mobile 20 étant alors dans la position de contact avec le siège 14 représentée en traits mixtes à la figure 4. Cette construction permet d'obtenir une bonne étanchéité de service au niveau du bouclier aval 11 de l'obturateur 7. Lorsque la pression dans la chambre 22 est supprimée, l'anneau 20 est repoussé dans sa position représen- tée en traits pleins par l'eau présente au niveau de linterface entre les pièces 20 et 14.

Le dispositif d'étanchéité au niveau du bouclier amont est représenté à la figure 5. Un anneau mobile 30 est reçu dans un logement 31 défini entre le corps 2 et l'anneau 5. Une chambre de pression 32 est ménagée à l'arrière du logement 31, entre le corps 2 et l'anneau 5. La chambre 32 est alimentée à travers un conduit 33 par un fluide sous pression, tel que de l'eau prélevée dans la conduite 3.

Comme représenté à la figure 7, lorsque de l'eau sous pression est envoyée à travers la conduite 33 dans la chambre 32, l'anneau mobile 30 est déplacé, par la pression régnant dans la chambre 32, vers une position d'appui étanche contre le siège fixe 13. Dans cette configuration, une étanchéité de maintenance est obtenue, cette étanchéité permettant, notamment, une intervention sur les éléments 20 à 23, par exemple pour des réparations.

Dans cette position, en cas de suppression ou de diminution de la pression régnant dans la chambre 32, l'anneau mobile 30 revient dans la position de la figure 5 du fait de la pression exercée par l'eau présente dans la conduite 3 sur la face avant 30b de l'anneau 30.

Pour un fonctionnement sécurisé du robinet, et notamment lorsque du personnel doit intervenir en aval du bouclier 10, il est opportun de verrouiller l'anneau 30 dans la position de la figure 7.

Pour ce faire, plusieurs doigts 50 sont répartis autour de la conduite 3 dans des logements 51 définis dans l'anneau 5 et qui constituent des prolongements de la chambre 32. Les doigts 50 s'étendent en partie dans la chambre 32. Ces doigts sont de forme globalement cylindrique et prévus pour coulisser chacun selon un axe Y-Y'globalement perpendiculaire à l'axe X-X', cet axe Y-Y'correspondant à leur axe principal ou axe de symétrie.

Par une première extrémité 50a, chaque doigt 50 est apte à exercer un effort de poussée ou de blocage sur la face arrière 30a de l'anneau 30, comme représenté avec la flèche F à la figure 8. Au niveau de son extrémité 50b opposée à l'extrémité 50a, chaque doigt 50 est pourvu d'une surface 50c inclinée par rapport à l'axe Y-Y'. Dans le plan des figures 5,7 et 8, l'angle a d'inclinaison de la surface 50c par rapport à l'axe
Y-Y'est positif dans le sens trigonométrique et a une valeur inférieure à tut/2. Ainsi, le côté le plus court du doigt 50 est orienté radialement vers l'extérieur du corps 2 alors que son côté le plus long est orienté vers l'intérieur de la conduite 3.

Des coussinets 52 sont disposés dans le logement 51 autour du doigt 50 et soutiennent ce doigt dans ses mouvements de translation selon l'axe Y-Y'.

Un coin 60 est associé à chaque doigt 50 en étant mobile en translation à l'intérieur d'un logement 61 selon une direction définie par un axe Z-Z'globalement perpendiculaire aux axes X-X'et Y-Y', l'axe Z-Z'étant orienté radialement par rapport à l'axe Y3-Y'3 de la conduite 3 qui est perpendiculaire à l'axe X-X'. Par une première extrémité 60a, le coin 60 peut tre commandé grâce à un dispositif 62 à écrou et vis sans fin dans son déplacement selon l'axe Z-Z'à l'intérieur du logement 61. Au niveau de sa seconde extrémité 60b, le coin 60 est équipé d'une gorge 60c dont le fond 60d est incliné par rapport à l'axe principal du coin 60 qui est confondu avec l'axe Z-Z', le coin 60 étant de forme globalement cylindrique, comme cela ressort plus clairement de la figure 6. On note 60e et 60f les côtés ou joues de la gorge 60c. Les surfaces 50c et 60d sont parallèles, en ce sens que l'angle ss défini entre l'axe Z-Z'et la surface 60d est négatif par rapport au sens trigonométrique dans le plan des figures 5,7 et 8 et a une valeur complémen- taire de l'angle a par rapport à z/2.

Un bouchon 63 est disposé au niveau du fond du logement 61 de façon à obturer celui-ci en évitant que l'eau présente dans la conduite 3 ne parvienne à l'intérieur de ce logement.

Comme il ressort plus clairement de la figure 6, le doigt 50 est pourvu, au niveau de son extrémité 50b, de deux méplats 50e et 50f prévus pour venir respectivement en appui contre les côtés 60e et 60f de la gorge 60c du coin 60. Ainsi, le doigt 50 ne peut pas tourner autour de l'axe Y-Y'alors que le coin 60 ne peut pas tourner autour de l'axe Z-Z', de telle sorte que les surfaces 50c et 60d demeurent parallèles, ce qui garantit un transfert efficace des efforts entre le coin 60 et le doigt 50.

Une douille 70 est disposée autour de l'extrémité 60b du coin 60 et comprend un premier alésage traversant 70a, prévu pour tre disposé selon l'axe Z-Z', et un second alésage 70b, borgne celui-ci, prévu pour tre disposé selon l'axe Y-Y'pour le passage du doigt 50. La douille 70 est montée de façon étanche, grâce à un joint 70c, au niveau de l'intersection des axes Y-Y'et Z-Z', de telle sorte qu'elle constitue un palier fixe de guidage du coin 60 selon l'axe Z-Z'et de passage du doigt 50 selon l'axe Y-Y'.

Les coussinets 52 et la douille 70 sont réalisés en matériau inoxydable, de sorte qu'ils permettent les mouvements des éléments 50 et 60 sans risque de grippage ou de corrosion.

Par exemple, les coussinets 52 sont en bronze alors que la douille 70 est en acier anoxydable, les doigts 50 et les coins 60 étant respectivement en acier inoxydable et en alliage de cuivre et d'aluminium, notamment du type cupro-aluminium.

Le fonctionnement est le suivant :
Lorsque, du fait de la pression régnant dans la chambre 32, l'anneau mobile 30 a été déplacé dans la position de la figure 7, il peut tre verrouillé dans cette position en manoeuvrant le dispositif 62, de telle sorte que le coin 60 est poussé en direction de bouchon 63, ce qui a pour conséquence que la surface inclinée 60d exerce sur la surface correspondante 50c du doigt 50 un effort, représenté par la flèche F'à la figure 8, de poussée du doigt 50 en direction de l'anneau mobile 30, cet effort ayant pour conséquence de déplacer le doigt 50 jusqu'à ce qu'il vienne au contact de la face arrière 30a de l'anneau mobile 30. Le doigt 50, qui est rigide, transmet 1'effort de poussé F'à l'anneau 30, comme représenté par la flèche F à la figure 8. Le doigt 50 est maintenu dans cette position tant que le coin 60 n'est pas déplacé en sens inverse, c'est-à-dire dans un sens d'éloignement par rapport au bouchon 63, par le dispositif 62.

Ainsi, en cas de chute de pression dans la chambre 32, notamment par rupture ou fuite de ses conduits d'alimentation, l'anneau mobile 30 est verrouillé en position d'appui étanche contre le siège fixe 13, car son déplacement en direction de la douille 70 est bloqué par 1'effort de réaction F exercé par le doigt 50.

Lorsqu'il est nécessaire d'ouvrir le robinet 1, il suffit d'exercer sur le dispositif 62 une commande inverse pour relever le coin 60 associé à chacun des doigts 50, de telle sorte que l'ensemble des doigts 50 est libéré et que l'anneau mobile peut tre déplacé en direction de chacun des coins 60 sous l'effet de la pression de l'eau se trouvant dans la conduite 3. Le dispositif est alors dans une position déverrouillée, mais l'anneau 30 demeure plaqué contre le siège 13 tant que la pression dans la chambre 32 est maintenue.

Le déverrouillage de l'anneau mobile a donc lieu selon la séquence suivante :
-maintien de l'anneau mobile 30 en contact avec le siège fixe 13 par la pression hydraulique régnant dans la chambre 32
-recul complet du coin 60 de chaque module de verrouillage par rapport à la surface 50c du doigt avec lequel il est en contact
-relâchement de la pression hydraulique de plaquage de l'anneau mobile dans la chambre 32, ce qui a pour effet de provoquer le recul complet de l'anneau mobile par rapport au siège fixe.

Dans son mouvement de recul, l'anneau mobile 30 pousse l'ensemble des doigts 50 en direction des douilles 70 correspondantes.

On revient alors dans la position de la figure 5 dans laquelle on note que le jeu J entre l'extrémité avant 50a du doigt 50 et la face arrière 30a de l'anneau mobile est non nul, car l'anneau mobile est en appui contre un épaulement interne 31a du logement 31 qui limite le mouvement de l'anneau 30 en direction de la douille 70. Ainsi, lorsque le coin 60 est suffisamment remonté, le doigt 50 n'est pas soumis à des contraintes permanentes de compression entre les éléments 30 et 60. Dans cette configuration, il est possible de retirer le coin 60 du logement 61 pour une opération de contrôle ou de maintenance.

On peut dénommer module de verrouillage l'ensemble des éléments 50 à 70 qui sont visibles aux figures 5 à 8. Un nombre suffisant de modules de verrouillage est prévu autour de la conduite 3 pour que le plaquage de l'anneau 30 sur le siège fixe 13 soit efficace. Par exemple, pour un robinet tel que représenté de diamètre nominal égal à 2500 mm, 32 modules de verrouillage peuvent tre régulièrement répartis autour de l'axe Y3-Y'3 de la conduite 3.

Les coins 60 et les doigts 50 des dispositifs de verrouillage travaillent en compression lors du verrouillage de l'anneau mobile 30, de telle sorte qu'ils peuvent supporter des efforts intenses alors que leur diamètre nominal n'est pas trop important. Ils ne présentent donc pas une masse gnante pour leur manoeuvre.

L'extrémité avant 50a de chaque doigt 50 présente une face avant 50d globalement perpendiculaire à l'axe X-X', de sorte que la face arrière 30a de l'anneau mobile 30 peut tre globalement perpendiculaire à cet axe. La géométrie des anneaux 20 et 30 peut donc tre identique. En particulier, il n'est pas nécessaire de prévoir un anneau mobile dont la face arrière serait inclinée pour coopérer avec des sabots de blocage comme dans l'état de la technique connue. Ceci permet d'utiliser une unique référence d'anneau mobile pour les deux côtés d'un robinet sphérique conforme à l'invention, ce qui s'avère avantageux sur le plan de la fabrication et plus encore pour l'utilisateur du robinet sphérique qui doit conserver en stock de rechange, sur le site d'exploitation, un seul type d'anneaux mobiles.

Les logements 51 et 61 de coulissement des éléments 50 et 60 sont prévus dans l'anneau porte-joint 5. Il n'est donc pas nécessaire d'augmenter l'épaisseur du corps 2 pour pouvoir loger les modules de verrouillage, d'où un gain global de poids pour le robinet.

Par ailleurs, les usinages nécessaires à la constitution des logements 51 et 61 sont effectués sur l'anneau porte-joint 5 qui est une pièce plus petite et plus facile à manipuler et à transporter que le corps 2. Les machines-outils nécessaires pour usiner un anneau porte-joint étant de plus petite capacité que celles nécessaires pour usiner un corps, les coût d'usinage sont plus faibles.

Cependant, selon une variante de réalisation non représen- tée de l'invention, il est possible de prévoir que les logements 51 et 61 sont ménagés dans le corps 2 et ce, sans sortir du cadre de l'invention.

Les pièces constitutives du dispositif de verrouillage selon l'invention sont de formes simples. En particulier, les doigts 50 et les coins 60 sont obtenus à partir de cylindres usinés sur des machines-outils classiques, ce qui est un avantage économique certain par rapport à un système dans lequel des sabots de verrouillage seraient des secteurs fabriqués à partir d'un anneau en bronze de grand diamètre.

L'adaptation d'un verrouillage mécanique d'anneau mobile sur un robinet sphérique en service peut tre effectuée de façon relativement simple. En effet, l'invention ne nécessite aucune modification du corps du robinet par usinage et peut tre mise en oeuvre de façon relativement rapide sur le lieu mme d'exploitation du robinet.

En outre, avec le dispositif de l'invention, si l'obturateur 7 vient à se déformer au cours de la durée de vie du robinet 1, la course de l'anneau 30 peut tre augmentée pour que celui-ci plaque efficacement contre le siège fixe, cette augmentation de course correspondant à une augmentation de la course des coins 60 et des doigts 50, ce qui demeure possible.

Dans la position de la figure 8 et quand bien mme la course de l'anneau serait augmentée, la totalité de la surface 50c du doigt 50 demeure en appui contre la surface correspondante 60d du coin. Le doigt 50 est donc soumis à un effort de poussée réparti sur toute sa section, ce qui garantit un verrouillage efficace quelle que soit la course de l'anneau 30.

L'invention a été représentée avec un dispositif 62 de commande du déplacement au coin du type vis/écrou. Elle demeure applicable quel que soit le type de ce dispositif de commande mécanique, hydraulique, électrique, etc...

Le dispositif de verrouillage de l'invention est applicable à l'étanchéité de maintenance, mais également à l'étan- chéité de service d'un robinet. En d'autres termes, des modules de verrouillage peuvent également tre prévus dans le dispositif représenté à la figure 4.

L'invention a été représentée avec un robinet de contrôle de l'alimentation en eau d'un groupe turbo-alternateur de centrale hydro-électrique. Elle est cependant applicab

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de verrouillage étanche d'un obturateur (7) de robinet sphérique (1) dans lequel un siège (13) est fixé sur ledit obturateur alors que le corps (2) dudit robinet porte un anneau (30) mobile entre une position éloignée dudit siège et une position en appui étanche contre ledit siège en position fermée dudit robinet, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs doigts (50), mobiles en translation, et répartis autour d'une conduite (3) au niveau dudit anneau mobile et aptes à exercer sur ledit anneau mobile un effort (F) dirigé vers ledit siège, chaque doigt étant pourvu, à son extrémité (50b) opposée audit anneau, d'une surface de portée (50c), inclinée (oc) par rapport à la direction de translation (Y-Y') dudit doigt et apte à coopérer avec une surface de portée (60d) correspondante d'un coin (60) mobile en translation selon une direction (Z-Z') globalement perpendiculaire à la direction de translation dudit doigt.

2. Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces de portée (50c, 60d) coopérantes dudit doigt (50) et dudit coin (60) sont globalement parallèles et orientées (M, p) de telle sorte qu'un déplacement dudit coin, selon une direction correspondant à un effort de poussée exercé depuis l'extérieur (62) du robinet, induit un effort (F') de déplacement correspondant dudit doigt (50) en direction dudit anneau mobile (30).

3. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit coin (60) est de forme globalement cylindrique, ladite surface de portée dudit coin étant formée par le fond (60d) d'une gorge longitudinale (60c) dudit coin, le fond de ladite gorge étant incliné par rapport à un axe principal (Z-Z') dudit coin.

4. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit doigt (50) est de forme globalement cylindrique et pourvu de deux méplats (50e, 50f) ménagés de part et d'autre de ladite surface de portée (50c) dudit doigt.

5. Dispositif de verrouillage selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'écartement desdits deux méplats (50e, 50f) est tel que l'extrémité (50b) dudit doigt pourvue de ladite surface de portée (50c) est apte à coulisser dans ladite gorge (60c) dudit coin (60), lesdits méplats étant en contact glissant avec les côtés (60e, 60f) de ladite gorge.

6. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une douille (70) de guidage de la partie (60b) dudit coin (60) pourvue de ladite surface de portée (60d), ladite douille comprenant un alésage (70a) de coulissement (Z-Z') dudit coin et un alésage (70b) de passage (Y-Y') dudit doigt (50).

7. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit anneau mobile (30) est apte à venir, en position éloignée du siège (13), en butée contre un épaulement interne (31a) d'un logement (31) de réception et de translation dudit anneau, ledit épaulement étant disposé de telle sorte que le jeu (J), entre ledit anneau dans ladite position éloignée et ledit doigt (50), peut tre non nul lorsque le doigt n'est pas poussé par ledit coin (60).

8. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit doigt (50) est au moins partiellement disposé dans une chambre (32) de commande en pression du déplacement dudit anneau mobile (30) par rapport audit siège (13).

9. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit doigt (50) et ledit coin (60) sont disposés dans des logements (51,61) formés dans un corps secondaire (5) rapporté sur le corps principal (2) dudit robinet, notamment un corps (5) support de joint de raccordement de ladite conduite (3).

10. Robinet sphérique (1), notamment pour l'alimentation en eau d'un groupe turbo-alternateur de centrale hydro-électri- que, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de verrouillage (50-70) selon l'une des revendications précédentes.