WO2007012783A2 - Vanne a clapet et clapet pour une telle vanne - Google Patents

Vanne a clapet et clapet pour une telle vanne Download PDF

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Alain Leclerc
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
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    • F16K3/16—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
    • F16K3/18—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members
    • F16K3/188—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members by means of hydraulic forces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/18—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with diaphragm secured at one side only, e.g. to be laid on the seat by rolling action

Definitions

  • the invention relates to a valve, in particular a sealing valve, as well as accessories for such a valve.
  • the invention relates more particularly to a valve which comprises a valve to be applied against an opening in order to isolate the parts of a pipe which are on either side of the opening or to isolate an enclosure with respect to outside.
  • valve gate ensuring a seal in order to separate the vacuum from the atmosphere or to separate voids of different values.
  • the invention is of more general application.
  • the sealing valves known until now are of the drawer or pendulum type.
  • the valve When the valve must ensure the sealing of a conduit, the valve is, in the open position of the conduit, disposed in a housing projecting from the conduit and to install the valve in the closed position, there is provided a means for moving the valve perpendicular to the axis of the duct to the position for which its axis corresponds to the axis of the duct; to complete the closing movement by sealing, we control a movement along the axis of the duct to press the valve against a seal.
  • the valve according to the invention comprises:
  • a roll-up valve having a flat face intended to be applied against the edges of an opening to ensure closure, the other side having stiffening elements so that the valve remains flat once unwound, and
  • the roll-up valve can be arranged in a housing of reduced dimensions when it is not in the closed position, that is to say when it is wound in the storage position.
  • the stiffening elements comprise bars extending parallel to the winding axis.
  • the roll-up valve comprises a stainless steel sheet and the stiffening bars are also made of stainless steel. Fixing the stiffening bars to the stainless steel sheet can be carried out by vacuum brazing, gluing or any other method of assembly.
  • the means for applying the flat face of the valve against the edges of the opening to be closed comprise a frame which is associated with thrust means such as cylinders.
  • the valve according to the invention comprises, for example, a set of jacks regularly distributed on the perimeter of the frame.
  • an electric motor is provided in one example, driving the shaft of a coil on which the valve is wound or from which the valve is unwound.
  • a jack driving a rack cooperating with a gear on a shaft controlling the winding and the unwinding of the valve. This embodiment is useful especially when the valve is in an environment where it can not be created electromagnetic field.
  • the housing in which is the coil on which the valve is wound, and optionally a return coil is removable conduit or enclosure to be closed by the valve.
  • the valve and its housing form a cartridge which is easily replaceable.
  • the housing has a removable cover to allow the replacement and reinstallation of a valve.
  • the invention also relates to a roll-up valve, particularly for a valve of the type defined above.
  • FIG. 1 is a sectional view of a valve according to the invention installed on a pipe
  • FIG. 2 is a partial perspective view of an element of the valve shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view perpendicular to the axis of the duct of the valve represented in FIG. 1
  • FIG. 4 is an enlarged view of the part marked A in FIG. 1
  • FIG. 5 is a diagram of a variant of the valve shown in Figure 1
  • Figure 6 is a top view of the valve shown in Figure 5.
  • the valve that will now be described in connection with the figures is a valve intended to be installed to separate two parts 12, 14 of a conduit 10 leading to a chamber 16 in which there is a vacuum.
  • the valve 18 ensures, when it is closed, the sealed separation between the parts 12 and 14.
  • the valve 18 comprises a housing 20 having a portion 22 of generally parallelepipedal shape intended to be interposed between the portions 12 and 14 of the duct 10.
  • part 22 of the housing 20 comprises two walls 24, 26 of generally rectangular shape and each of which is pierced with a circular opening 28 (FIG. 3) of diameter slightly smaller than the diameter of the duct 10.
  • the portion 22 is connected to each portion 12, 14 by flanges, respectively for the sealing connection with the portion 12 of the duct 10, and 32 for the sealing connection with the portion 14 of the duct 10.
  • the flange 30 cooperates with a flange 34 of the portion 12 of the duct 10
  • the flange 32 cooperates with a flange 36 of the portion 14 of the duct 10.
  • the portion 22 of the housing 20 is intended to receive a valve 40 which, in the closed position of the valve, is sealingly applied against the inner face of the wall 26.
  • An assembly (described below) with frame 42 and with cylinders ensures the application of the valve 40 against the wall 26.
  • the parallelepipedal portion 22 of the housing 20 is extended by a part 46, also parallelepipedic, of the same width 1 (FIG. 3) as the part 22 but of thickness e ( Figure 1) substantially larger than the thickness ei of the portion 22.
  • This portion 46 of the housing 20 receives two coils 50 and 52.
  • the valve 40 winds around the coil 50 while the coil 52 serves for guiding.
  • the coils 50 and 52 each have an axis perpendicular to the axis 54 of the duct 10.
  • the coil 50 is integral with a gearwheel 62 driven by another gearwheel 64, extended by a shaft 56 through a sealing one wall of the part 46 of the housing 20 and this shaft cooperates with a rack 58 driven by a jack 60.
  • the cylinder 60 thus controls the winding and unwinding of the roll-up valve 40.
  • the valve 40 comprises a stainless steel sheet 70 ( Figure 2) of a width substantially greater than the diameter of the conduit 10 and this sheet has reinforcing bars 12 lr 72 2, etc., also in stainless steel, fixed to the face rear of the sheet 70, that is to say the face opposite to the face 74 which must be applied sealing against the inner face of the wall 26. These bars 72i extend in the direction of the axis of the coil 50.
  • the frame 42 of generally rectangular shape is secured to jacks 76 1 , 76 2 , etc. fixed to the wall 24 and regularly distributed on each side of the frame whose role is to apply the frame against the rear face of the valve 40, relying on the bars 72i to apply the smooth face 74 of the valve provided with a seal 80 against the seat of the valve, that is to say the inner face of the wall 26.
  • the periphery of the frame 42 comprises springs 82
  • the removable cover 86 1 is a side wall perpendicular to the axis 54 of the conduit.
  • the valve 40 When the valve is open, the valve 40 is wound substantially around the coil 50. To close the valve, the cylinder 60 moves to drive the shaft 56 and thus, introduce the valve in the part 22 of the housing 20 until it completely obscures the openings 28. In this position, the cylinders 76i are actuated to apply the frame 42 against the rear face of the valve 40 so as to apply the front face 74 of this valve, provided with its seal 80 against the seat of the valve, that is to say against the inner face of the wall 26. Under these conditions, the parts 12 and 14 are isolated one of the other, which allows the enclosure 16 remaining under vacuum, to put the portion 12 of the conduit 10 at atmospheric pressure or to give it a smaller vacuum.
  • valve 40 can again be wound on the spool 50 by means of the control of the jack 60.
  • the cover 86 or 86 1 provides access to the interior of the valve. Furthermore, the entire valve forms a cartridge which can be replaced as a whole by separating the flange 30 from the flange 34 and the flange 32 from the flange 36.
  • the invention is not limited to the production of a valve for sealing or emptying. It can also be applied to the realization of a flow of fluid any or granules, especially for the distribution of food, pharmaceutical, etc. In this case, the valve has the advantage of reduced size and easy maintenance.
  • the valve may be made of a synthetic material such as a thermoplastic material.
  • the valve system can operate with a vacuum of the same kind on each side of the valve. It can also work with the vacuum side valve (14) and the atmosphere on the other side.
  • the materials constituting the valve body may be steel, especially stainless steel, or aluminum or any other material.

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Abstract

L'invention concerne une vanne à clapet (40) destinée à être appliquée, en position de fermeture, contre les rebords d'une ouverture et comprenant des moyens pour dégager le clapet de l'ouverture pour mettre la vanne en position d'ouverture. Le clapet est enroulable, sa face arrière présentant des éléments de rigidification (72i) afin que ce clapet reste plan une fois déroulé. La vanne comprend des moyens (42, 76i) pour appliquer la face avant du clapet contre les rebords de l'ouverture à fermer.

Description

VANNE A CLAPET ET CLAPET POUR UNE TELLE VANNE
L' invention est relative à une vanne, notamment une vanne d' étanchéité, ainsi qu'à des accessoires pour une telle vanne .
L' invention concerne plus particulièrement une vanne qui comporte un clapet devant être appliqué contre une ouverture afin d'isoler les parties d'un conduit qui se trouvent de part et d'autre de l'ouverture ou d'isoler une enceinte par rapport à l'extérieur.
Dans ce qui suit, on considérera principalement une vanne à clapet assurant une étanchéité afin de séparer le vide de l'atmosphère ou de séparer des vides de valeurs différentes. Toutefois, l'invention est d'application plus générale.
Les vannes d' étanchéité connues jusqu'à présent sont du type à tiroir ou pendulaire. Quand la vanne doit assurer 1' étanchéité d'un conduit, le clapet est, en position d'ouverture du conduit, disposé dans un logement en saillie du conduit et pour installer le clapet en position de fermeture, on prévoit un moyen pour déplacer le clapet perpendiculairement à l'axe du conduit jusqu'à la position pour laquelle son axe correspond à l'axe du conduit ; pour compléter le mouvement de fermeture en assurant l' étanchéité, on commande un mouvement selon l'axe du conduit afin de plaquer le clapet contre un joint d' étanchéité.
Ce double mouvement, perpendiculaire au conduit et selon l'axe du conduit, nécessite des bielles ou d'autres systèmes de type à billes de réalisation complexe. En outre, ce système de vanne est encombrant puisque le logement du clapet doit former, par rapport au conduit, une ex-croissance au moins de mêmes dimensions que celles du clapet. Enfin, le remplacement de la vanne ou du clapet est une opération malaisée. L'invention remédie à au moins l'un des inconvénients mentionnés ci-dessus.
La vanne selon l'invention comprend :
- un clapet enroulable comportant une face plane destinée à être appliquée contre les rebords d'une ouverture afin d'assurer la fermeture, son autre face présentant des éléments de rigidification afin que le clapet reste plan une fois déroulé, et
- des moyens pour appliquer la face plane du clapet contre les rebords de l'ouverture à fermer. Le clapet enroulable peut être disposé dans un logement de dimensions réduites lorsqu'il n'est pas en position de fermeture, c'est-à-dire lorsqu'il est enroulé en position de stockage.
Dans une réalisation préférée, les éléments de rigidification comportent des barres s'étendant parallèlement à 1' axe d' enroulement.
Dans une réalisation, particulièrement adaptée pour la réalisation d'une étanchéité, le clapet enroulable comporte une feuille en acier inoxydable et les barres de rigidification sont également en acier inoxydable. La fixation des barres de rigidification à la feuille en acier inoxydable peut être effectuée par brasure sous vide, collage ou tout autre procédé d'assemblage.
Selon une réalisation, les moyens pour appliquer la face plane du clapet contre les rebords de l'ouverture à fermer comportent un cadre auquel sont associés des moyens de poussée tels que des vérins .
Pour appliquer le cadre contre la face arrière du clapet, et donc pour appliquer le clapet contre les rebords de l'ouverture à fermer, la vanne selon l'invention comporte, par exemple, un ensemble de vérins régulièrement répartis sur le périmètre du cadre.
Pour commander l'enroulement et le déroulement du clapet, on prévoit, dans un exemple, un moteur électrique entraînant l'arbre d'une bobine sur laquelle s'enroule le clapet ou de laquelle se déroule le clapet. Dans une variante, à la place d'un moteur électrique, on prévoit un vérin entraînant une crémaillère coopérant avec une roue dentée sur un arbre commandant l'enroulement et le déroulement du clapet. Cette réalisation est utile notamment quand la vanne se trouve dans un environnement où il ne peut pas être créé de champ électromagnétique .
Dans une réalisation, le logement dans lequel se trouve la bobine sur laquelle s'enroule le clapet, et éventuellement une bobine de renvoi, est amovible du conduit ou enceinte à fermer par le clapet. De cette manière, le clapet et son logement forment une cartouche qui est aisément remplaçable.
Dans une réalisation, le logement présente un couvercle amovible pour permettre le remplacement et la réinstallation d'un clapet.
L'invention concerne aussi un clapet enroulable, notamment pour une vanne du type défini ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue en coupe d' une vanne conforme à l'invention installée sur un conduit, la figure 2 est une vue partielle en perspective d'un élément de la vanne représenté sur la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe perpendiculaire à l'axe du conduit de la vanne représentée sur la figure 1, la figure 4 est une vue agrandie de la partie repérée A sur la figure 1, la figure 5 est un schéma d'une variante de la vanne représentée sur la figure 1, et la figure 6 est une vue de dessus de la vanne représentée sur la figure 5.
La vanne que l'on va maintenant décrire en relation avec les figures est une vanne destinée à être installée pour séparer deux parties 12, 14 d'un conduit 10 menant à une enceinte 16 dans laquelle règne le vide. La vanne 18 assure, quand elle est fermée, la séparation étanche entre les parties 12 et 14. La vanne 18 comporte un logement 20 présentant une partie 22 de forme générale parallélépipédique destinée à être intercalée entre les parties 12 et 14 du conduit 10. Cette partie 22 du logement 20 comporte deux parois 24, 26 de forme générale rectangulaire et dont chacune est percée d'une ouverture circulaire 28 (figure 3) de diamètre légèrement inférieur au diamètre du conduit 10.
La partie 22 est reliée à chaque partie 12, 14 par des brides, respectivement 30 pour la liaison à étanchéité avec la partie 12 du conduit 10, et 32 pour la liaison à étanchéité avec la partie 14 du conduit 10. A cet effet, la bride 30 coopère avec une bride 34 de la partie 12 du conduit 10 et la bride 32 coopère avec une bride 36 de la partie 14 du conduit 10.
La partie 22 du logement 20 est destinée à recevoir un clapet 40 qui, en position de fermeture de la vanne, s'applique de façon étanche contre la face interne de la paroi 26. Un ensemble (décrit plus loin) à cadre 42 et à vérins assure l'application du clapet 40 contre la paroi 26.
La partie parallélépipédique 22 du logement 20 est prolongée par une partie 46, également parallélépipédique, de même largeur 1 (figure 3) que la partie 22 mais d'épaisseur e (figure 1) sensiblement plus importante que l'épaisseur ei de la partie 22.
Cette partie 46 du logement 20 reçoit deux bobines 50 et 52. La vanne 40 s'enroule autour de la bobine 50 tandis que la bobine 52 sert au guidage.
Les bobines 50 et 52 présentent chacune un axe perpendiculaire à l'axe 54 du conduit 10. La bobine 50 est solidaire d'une roue dentée 62 entraînée par une autre roue dentée 64, prolongée par un arbre 56 traversant à étanchéité une paroi de la partie 46 du logement 20 et cet arbre coopère avec une crémaillère 58 entraînée par un vérin 60. Le vérin 60 commande donc l'enroulement et le déroulement du clapet enroulable 40.
Le clapet 40 comporte une feuille en acier inoxydable 70 (figure 2) d'une largeur sensiblement supérieure au diamètre du conduit 10 et cette feuille comporte des barres de renforcement 12lr 722, etc., également en acier inoxydable, solidaires de la face arrière de la feuille 70, c'est-à-dire de la face opposée à la face 74 qui doit être appliquée à étanchéité contre la face interne de la paroi 26. Ces barres 72i s'étendent selon la direction de l'axe de la bobine 50.
Le cadre 42 de forme générale rectangulaire est solidaire de vérins 76i, 762, etc. fixés à la paroi 24 et répartis de façon régulière sur chacun des côtés du cadre dont le rôle est d'appliquer le cadre contre la face arrière du clapet 40, en s' appuyant sur les barres 72i afin d'appliquer la face lisse 74 du clapet muni d'un joint d' étanchéité 80 contre le siège de la vanne, c'est-à-dire la face interne de la paroi 26. La périphérie du cadre 42 comporte des ressorts 82
(figure 4) s'appuyant contre la face interne de la paroi 26 en un emplacement situé hors de la zone où doit se trouver le clapet 40. Ces ressorts 82 ont pour but d'éloigner le cadre 42 de la paroi 26 lorsque les vérins 76i n'exercent plus de pression. La paroi 86 de la partie 46 du logement 20, qui est la plus éloignée du conduit 10, forme un couvercle amovible fermant de façon étanche ce logement. L'amovibilité du couvercle 86 permet l'inspection pour la maintenance des divers éléments de la vanne.
Dans la variante représentée sur les figures 5 et 6, le couvercle amovible 861 constitue une paroi latérale perpendiculaire à l'axe 54 du conduit.
Le fonctionnement est le suivant : Lorsque la vanne est ouverte, le clapet 40 est enroulé en grande partie autour de la bobine 50. Pour fermer la vanne, le vérin 60 se déplace pour entraîner l'arbre 56 et ainsi, introduire le clapet dans la partie 22 du logement 20 jusqu'à ce qu'il occulte complètement les ouvertures 28. Dans cette position, les vérins 76i sont actionnés pour appliquer le cadre 42 contre la face arrière du clapet 40 afin ainsi, d'appliquer la face avant 74 de ce clapet, muni de son joint d'étanchéité 80, contre le siège de la vanne, c'est-à-dire contre la face interne de la paroi 26. Dans ces conditions, les parties 12 et 14 sont isolées l'une de l'autre, ce qui permet, l'enceinte 16 restant sous vide, de mettre la partie 12 du conduit 10 à la pression atmosphérique ou de lui conférer un vide moins important .
Pour ouvrir la vanne, on relâche les vérins 76i ; les ressorts 82, précédemment comprimés, éloignent le cadre 42 de la paroi 26. Ainsi, le clapet 40 peut de nouveau être enroulé sur la bobine 50 grâce à la commande du vérin 60.
En cas de panne ou d'incident de la vanne, le couvercle 86 ou 861 permet d'accéder à l'intérieur de la vanne. Par ailleurs, l'ensemble de la vanne forme une cartouche qui peut être remplacée dans son ensemble en séparant la bride 30 de la bride 34 et la bride 32 de la bride 36.
L' invention n' est pas limitée à la réalisation d' une vanne pour réaliser une étanchéité ou vide. Elle peut aussi s'appliquer à la réalisation d'un écoulement de fluide quelconque ou de granulés, notamment pour la distribution de produits alimentaires, pharmaceutiques, etc .. Dans ce cas, la vanne présente l'avantage d'un encombrement réduit et d'un entretien aisé. Pour ces applications, le clapet peut être réalisé en une matière synthétique telle qu'une matière thermoplastique .
Ainsi, l'invention s'applique quelle que soit la dimension du conduit.
Le système à vanne peut fonctionner avec un vide de même nature de chaque coté du clapet. Il peut aussi fonctionner avec le vide côté clapet (14) et l'atmosphère de l'autre coté.
Il peut également fonctionner avec l'atmosphère côté clapet (14) et le vide de l'autre côté.
Les matériaux constituants le corps de vanne peuvent être en acier, notamment en acier inoxydable, ou en aluminium ou en tout autre matériau.

Claims

REVENDIC-VTIONS
1. Vanne à clapet (40) destinée à être appliquée, en position de fermeture, contre les rebords d'une ouverture et comprenant des moyens pour dégager le clapet de l'ouverture pour mettre la vanne en position d'ouverture, caractérisée en ce que le clapet est enroulable, sa face arrière présentant des éléments de rigidification (12±) afin que ce clapet reste plan une fois déroulé et en ce que la vanne comprend des moyens (42, 76i) pour appliquer la face avant du clapet contre les rebords de l'ouverture à fermer.
2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de rigidification comportent des barres s'étendant parallèlement à l'axe d'enroulement du clapet.
3. Vanne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'étant destinée à assurer une étanchéité de l'ouverture à fermer, le clapet comporte une feuille en acier inoxydable et les éléments de rigidification sont également en acier inoxydable .
4. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens pour appliquer le clapet contre les rebords de l'ouverture à fermer comportent un cadre (42) auquel sont associés des moyens de poussée tels que des vérins .
5. Vanne selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de poussée sont des vérins (76i) régulièrement répartis autour du cadre.
6. Vanne selon la revendication 4 ou 5 comprenant des moyens à ressorts (82) pour éloigner le cadre du clapet lors d' une commande d' ouverture de la vanne .
7. Vanne caractérisée en ce qu' elle comporte un logement (20) dont une partie loge une bobine (50) d'enroulement du clapet.
8. Vanne selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte une seconde bobine (52) destinée au guidage du clapet pour son enroulement et son déroulement
9. Vanne selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le logement présente un couvercle (86, 861) amovible pour permettre la maintenance de la vanne.
10. Vanne selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisée en ce que le logement (20) présente des moyens (30,
32) pour permettre l'amovibilité de l'ensemble de la vanne du volume ou conduit dans laquelle elle est installée.
11. Clapet (40) pour vanne destiné à être appliqué contre les rebords d'une ouverture en position de fermeture, caractérisé en ce que ce clapet est enroulable et comporte une face avant (74) destinée à être appliquée contre les rebords de l'ouverture à fermer et une face arrière présentant des éléments de rigidification (72i) pour que la surface du clapet garde une forme déterminée, notamment une forme plane, lorsqu' il est déroulé.
12. Clapet selon la revendication 11, caractérisé en ce que les éléments de rigidification comportent des barres de direction parallèle à l'axe d'enroulement.
13. Clapet selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le clapet comporte une feuille souple (70) à laquelle sont fixés les éléments de rigidification, la feuille et les éléments de rigidification étant, par exemple, en acier inoxydable .
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