Brevet FR2003085A1 — publié le 19691107

La présente invention a pour objet un groupe soupape de fermeture destiné plus spécialement à la robinetterie et autres applications analogues. On sait que, dans les groupes soupapes de fermeture, en particulier dans ceux qu'on emploie dans la robinetterie hydraulique, l'ouverture et la fermeture d'un passage de fluide sont exécutées à l'aide d'une poignée qui actionne une tige portant à son extrémité des organes destinés à fermer de façon étanche (et à ouvrir) un passage de fluide aménagé dans le corps du robinet.Normalement, les organes de fermeture sont constitués par (ou bien comprennent) des garnitures d'étanchéité qui, en appuyant contre le bord du passage ou en pénétrant dans un siège aménagé autour du passage, assurent ltétanchéité. On sait également que ces garnitures sont normalement associées de façon rigide à la partie mobile du robinet, si bien que, suivant que le robinet est fermé de façon plus ou moins serrée, la contrainte supportée par la garniture aughmento plus ou moins. En d'autres termes, la garniture est ap puyée d'autant plus fortement sur son siège que le robinet est plus fortement serré. Il en résulte que la garniture supporte une contrainte très élevée qui l'use rapidement, lui fait perdre ses propriétés d'étanchéité, et finalement la met hors d'usage en un temps relativement court. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant un groupe soupape de fermeture du type précité, dans lequel les organes d'étanchéité (garnitures, etc...) sont soumis, quel que soit le degré de serrage du robinet, ctest-à-dire la force avec laquelle il est serré, à une pression à peu près constante, ou de toute façon (suivant la tolérance d'étalonnage des ressorts) variant faiblement entre des limites qui assurent en même temps une étanchéité satisfaisante de la garniture contre son siège, ainsi qu'une déformation de cette garniture qui est modérée, et qui est toujours maintenue dans des limites assurant une longue durée de service à cette garniture. Un autre objectif de cette invention consiste à obtenir que ce groupe soupape ait une structure simple, ne nécessite pratiquement pas d'entretien, et convienne à des applications extrêmement variées dans lesquelles il faut régler le passage d'un fluide au moyen d'un robinet. Ces objectifs ainsi que a'autres qui ressortiront mieux par la suite sont atteints par un groupe soupape de fermeture compre nant une poignée, un corps de robinet quje comporte un passage, un élement axial qui comporte au moins une partie creuse formant partie des organes de fermeture du passage, et qui est mobile axialement entre une première position dans laquelle ce passage est maintenu ouvert et une deuxième position dans laquelle ce passage est maintenu fermé, ce groupe soupape étant caractérisé par le fait qu'il comprend une garniture mobile dans ces organes de fermeture, un organe pouvant glisser par rapport au dit élément, et des organes élastiques qui peuvent céder en direction axiale et qui sont interposés entre ladite garniture et ledit élément. Autres caractéristiques et avantages ressortiront mieux de la description détaillée suivante, qui concerne deux exemples de réalisation non limitatifs et qui se réfère aux figures Jointes, dans lesquelles La fig. 1 est une coupe axiale dans un groupe soupape de fermeture conforme à la présente invention, et destiné à être placé à l'intérieur d'un robinet; La fig. 2 montre ltemploi de ce groupe dans un robinet comportant une transmission directe entre la poignée et l'élément axial; La fig. 3 montre une autre variante du groupe précité; La fig. 4 montre l'emploi de cette variante dans un robinet comportant une transmission indirecte entre la poignée et l'élément axial; La fig6 5 montre un détail du groupe des fig. 3 et 4 en position de fermeture du robinet (garniture appuyée et ressort comprimé);; La fig. 6 montre le détail d'une variante des organes limitant la course du corps mobile du groupe. On voit sur les figures un corps de robinet 1 qui forme un passage 2 entouré par un bord annulaire relevé 3. Un élément 4 en forme de tige cylindrique creuse est installé dans le corps 1 t coasialement au passage 2. L'élément mobile 4 est assemblé directe ment avec la poignée 5 du robinet et il est lié par vissage au corps supérieur 8 du robinet, qui s'engage par vissage en 9 dans la partie supérieure du corps principal 1 du robinet lui-mEme Dans sa partie inférieure, ltéleent mobile 4~forme un pro- longuement cylindrique creux 10, dont le bord terminal Il est destiné à appuyer contre une surface fixe 12 en-toùrant le Word annulaire 3, lorsque le robinet est fermé. Une garniture d'étanchéito 13, destinée à appuyer contre ce bord annulaire 3, est logée dans la cavité formée par le prolongement terminal 10. La garniture 13 portée par un support 14 en forme de disque, n'est pas liée rigidement au groupe, mais est montée sur une tige 15 mobile axialement et guidée dans son déplacement axial relativement au groupe fixe, par le support 16 formé dans l'élément 4. La forme de réalisation des fig. 1 et 2 concerne un groupe dans lequel la tige 15 se trouve dans une cavité 19 aménagée dans l'élément 4. La tige 15 porte deux épaulements annulaires 20 et 20a, situés de part et d'autre d'un anneau 18 placé dans la cavité 19. La course de la tige 15 est ainsi limitée par le contact alterné de l'un ou l'autre des épaulements 20, 20a, avec ledit anneau. Dans cette forme de réalisation, le ressort est interposé entre un anneau 20 fixé à la tige 15, et la partie terminale du support 16. Dans la forme de réalisation des fig. 3-5, on remarque que la tige t5 a une longueur plus faible que dans le cas précédent. Cette tige s t étend en effet sur une longueur à peu près égale à la hauteur du prolongement cylindrique 10. Elle est pratiquement réalisée comme une vis dont la tette 21 s en appuyant contre l'épaulement fixe 22, détermine la fin de course descendante de la garniture 13. La fin de course ascendante est au contraire dé terminée par la surface fixe 23 contre laquelle starr8te la tête 21. Dans cette forme de réalisation, le ressort antagoniste 24 est entièrement contenu dans la cavité cylindrique 10, et a une forme d'hélice troncônique. Cela lui permet de passer de la position détendue da la fig. 3, à la position de la fig. 5 dans laquelle les spires sont intérieures les unes aux autres, cette dernière position correspondant naturellement à la fermeture presque complète du robinet. Dans ses mouvements ascendants et descendants, la tige 15 est guidée dans le passage 25 aménagé dans l'épaisseur du fond du siège cylindrique 10. On voit sur la fig. 4 que le groupe précédent peut être employé également avec des robinets dans lesquels le passage 2 et la bordure annulaire 3 sont formés par une douille à bride rapportée. On a indiqué sur la fig. 5 les trous de dégagement d'air 17a. Enfin la fig. 6 représente une variante possible des organes limitant la course de la tige 15 (variante convenant en particulier au groupe du type des fig. 1 et 2). Dans cette variante, la cavité 19 de l'élément mobile 4 s'étend axialement sur toute la longueur de cet élément 4, si bien que la tige 15 peut le dépasser en haut, jusque dans la cavité 26 dans laquelle on visse le boulon fileté 27 qui fixe la poignée 5 du robinet. On peut ainsi visser par le haut un écrou 28 sur l'extrémité de la tige 15. Comme la partie libre de la cavite 26, en dessous du bouton fileté 27, a une longueur égale au déplacement utile de la tige, on obtient ainsi d'une façon simple un système déterminant les fins de course supérieure et inférieure de la tige 15. Le groupe soupape qu'on vient de décrire fonctionne de la façon suivante: en ce qui concerne la commande de l'élément coulissant axialement, cette commande est analogue à celle des robinets habituels, sauf que, lorsque le robinet est ouvert, le ressort 16 (ou 24) tend à pousser la garniture au niveau du bord extrême il de l'élément mobile ( ou au maximum légèrement en saillie sur cet élément). Quand on ferme le robinet, l'élément mobile descend, et la garniture 13 descend avec lui. De cette façon, cette garniture vient d'abord appuyer contre le bord annulaire fixe 3 du passage 2 et ferme ainsi ce passage.Lorsqu'on continue à serrer la poirée 5, l'élément 4 continue à descendre, et simultanément la garniture 13, qui n'est pas liée rigidement à cet élément, reste appuyé sur la bordure fixe 3 avec une pression à peu près constante; seul le ressort se comprime et se contracte progressivement.Lorsqu'enfin le bord 11 de l'élément 4 appuie contre le plan 12, la fermeture est complète et l'on ne peut plus continuer à tourner la poignée 5r A la fin de la fermé ture, la contrainte de la garniture 13 est constante, dans les limites de tolérance de l'étalonnage du ressort, si l'on a eu soin de calculer le ressort de façon que, tout en assurant une bonne pression contre la garniture 13 (afin de garantir dans tous les cas une fermeture effectivement étanche du passage 2), la pression produite par ce ressort contre la garniture elle-mwe ne varie pas sensiblement pendant sa compression. L'invention ainsi conçue est susceptible de nombreuses variantes qui rentrent toutes dans les limites de la conception inventive. En outre tous les détails peuvent tre remplacés par d'autres organes techniquement équivalents. Les matières employées ainsi que les dïmensions adoptées pourront evidemment être quelconques suivant les nécessités de chaque application, sans pour cela sortir du domaine de protection de la présente invention, défini par la description précédente et les revendications suivantes0 REVENDICATIONS 1) Groupe soup-pe de fermeture comprenant une poignée, un corps de robinet qui comporte un passage, un élément axial qui comporte au moins une partie creuse formant partie des organes de fermeture du passage, et qui est mobile axialement entre une pre misère position dans laquelle ce passage est maintenu ouvert et une deuxième position dans laquelle ce passage est maintenu fermé, ce groupe soupape étant caractérisé par le fait qu'in comprend une garniture mobile dans les organes de fermeture, un organe pouvant glisser avec ledit élément, et des organes élastiques qui peuvent céder en direction axiale et qui sont interposés entre ladite garniture et ledit élément. 2) Groupe soupape de fermeture comprenant une poignée, un corps de robinet qui comporte un passage, un élément axial qui comporte une partie creuse au moins à l'extrémité opposée à la poignée, cet élément étant relié d'une part à cette poignée, formant avec la partie creuse un dispositif de fermeture dudit passage, et étant monté dans le corps avec possibilité de déplacement axial entre une première position dans laquelle ledit passage est maintenu ouvert et rme deuxième position dans laquelle ce passage est maintenu fermé, ce groupe soupape étant caractérisé par le fait qu'il comprend une garniture dans ledit dispositif de fermeture, un organe retenant cette garniture dans ce dispositif de fermeture, un organe retenant cette garniture et monté de façon à pouvoir coulisser dans l'élément axial précité, au moins un limiteur de course mobile entre ledit élément et ledit organe, et des organes élastiques pouvant céder en direction axiale et interposés entre ledit élément et ledit organe. 3) Groupe soupape conforme aux revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait que ledit organe retenant la garniture est constitué par une tige, et que ledit élément axial comprend un dispositif de guidage pour guider cette tige dans son déplacement axial. 4) Groupe soupape conforme aux revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit élément axial porte à l'extrémité voisine de l'ouverture fixe de passage un siège cylindrique recevant la garniture, le bord du siège cylindrique appuyant contre une surface formée par ledit corps autour de ladite ouverture et déterminant la fin de course de fermeture du robinet. 5) Groupe soupape conforme aux revendications 2, 3 et 4, cas ractérisé par le fait que la tige mobile a une longueur à peu près égale à la hauteur du siège cylindrique, depasse ce siège en haut et forme une tête élargie qui constitue une butée pour cette tige quand elle appuie en haut contre la base de ce siège cylindérique. 6) Groupe soupape conforme à la revendication 5, caractérisé par le fait que la tige mobile est guidée dans une ouverture traversant la base du siège cylindrique. 7) Groupe soupape conforme à la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits organes élastiques sont constitués par un ressort en hélice tronc8nique à spires pouvant rentrer complètement les unes dans les autres, placé entre la partie creuse dudit élément axial, et interposé entre ladite garniture et la base de ladite partie creuse. 8) Groupe soupape conforme aux revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que ladite tige rétractile est montée de façon à traverser longitudinalement ledit élément axial, en le dépassant par le haut et en pénétrant dans une chambre accessible de l'extérieur, et qu'elle porte à son extrémité une pièce d'attaque (écrou) constituant un limiteur de course ascendante et descendante pour cette tige.