Brevet FR2036825A1 — publié le 19701231

La présente invention concerne un robinet à clé sphérique caractérisé en ce qutil comprend un corps recevant une clé sphérique avec deux raccords d2une seule pièce dont chacun contient une cavité pour recevoir un joint tubulaire dSétanchéité en fluo- carbone, de telle manière que le volume emprisonné du joint de'passe grandement son volume non emprisonne et que la surface périphérique extérieure du joint est supportée sur toute sa longueur, chaque raccord présentant aussi un rebord en contact avec le corps et déterminant de ce fait la force de compression appliquée au joint. Le robinet comprend par exemple une poignée, une tige et une clé sphérique oonstituant un élément unique d'une seule pièce fixé dans le corps du robinet par les joints d2étanchéité et les raccords. Dans le: dessin-s annexés donnés à titre exemple seulement : La figure 1 est une vue en perspeetive d lSensemble d'un robinet construit conformément à la présente invention ; la figure 2 est une vue éclatée en perspective du robinet de la figure 1 ; la figure 3 est à plus grande échelle une coupe par la ligne 3-3 de la figure 1. Ltensemble 10 du robinet représenté comprend un corps 12, deux raccords d'extrémité 14 et 16, deux joints d'étanchéité tubuv laires 18 et 20, une poignée désignée dans son ensemble par 22 et qui comprend une partie de poignée 24, une tige 26 et une clé sphérique 28, la poignée, la tige et la clé étant formées en une seule pièce 22. le corps du robinet t2 est pourvu d'un alésage longitudinal taraudé 30 qui permet le passage dtun fluide dans le robinet i et un bossage 32 s'étend radialement à partir du passage longitudinal 30 et comprend un alésage 34 qui communique le passage 30. Deux raccords 14 et 16 sont vissés de façon démontable dans les extrémités opposées du passage 30, Ces raccords peuvent Qtre rendus interchangeables pour fournir, sur ordre ou pour satisfaire à diverses conditions d'exploitation, des raccords droits ou tronconiques, miles ou femelles, de dimensions diverses établis pour répondre aux besoins à chaque extrémité du corps de robinet 12. Âiflsi bien quson ait montré des filetages tronconiques malaxes, 36 et 38, aux extrémités extérieures des raccords 14 et 16, il doit être entendu que ces extrémités extérieures peuvent prendre d'autres formes, à volonté, Quelles que soient les parties extérieures filetées 36 et 38, les deux raccords comprennent des parties males filetées 40 et 42, de préférence de configura- tions rectilignes0 À l'extrémité intérieure du raccord 14, sont pratiqués un évidement 44 et une cavité annulaire 46 concentrique à 12évidement 44 et en communication avec ce dernier Ire joint d'étanchéité tubulaire 18, qui est de préférence fait en un fluocarbone, comme par exemple le polytétrafluoroéthylène ou autre, est introduit de façon démontable dans la capité annulaire 46. En vertu du fait que l'élément d'étanchéité est emboîté et revenu dans la cavité 46, et il est complètement renforcé contre un écoulement à froid ou une déformation excessive eto ainsi, il est appels à avoir une longue durée de service utile. En particulier, la face périphérique extérieure du joint 18 est à peu près complètes ment supportee;par la paroi extérieure de la cavité 46 et de l'évidement 44, et la majorité de sa surface périphérique intérim re est supportée par la paroi intérieure de la cavité. Ainsi, le volume confiné du joint d'étanchéité dépasse sent siblement le volume libre non confiné du joint et ce fait est - spécialement avantageux avec des matières comme- un hydrocarbure fluoré. le volume confiné est maintenu suffisasment élevé - pour supporter des efforts sans dépasser le module d1éi-ticité - de la matière du joint9 mais il n'est pas assez élevé pour suppor- ter une dissipatien excessive des efforts ou un retour élastique excessivement bas.Dans la forme de réalisation du robinet re- présentée, utilisant des joints de polytétrafluorotétraéthylène, le rapport du volume confiné au volume de chaque joint est de préférence égal à environ 3/1. Bien dugon ait décrit le raccord 14 et le joint 18, il doit être entendu que le joint 20 est monté de manière similaire dans 11 extrémité intérieure du raccord 16 au moyen d'un évidement 48 et dune cavité annulaire 50 pratiquée dans ce dernier raccord. Quand elle est assemblée comme montrée à la figure 3, la tige 26 du robinet s'étend de haut en bas dans l'alésage 34 du tossage 32, tandis que la clé sphérique 28 est disposée dans le passage longitudinal 30 du corps 12 du robinet entre les extrémités intérieures des deux raccords 14 et 16. La tige 26 est pourvue d'une gorge circonférentlelle 52 dans laquelle est monté un joint d'étanchéité toxique 54 en contact avec le diamètre intérieur de alésage 34.Toutefois, il est important de noter que le diamètre de l'alésage 34 est sensiblement supérieur au noter que le diamètre de I1 alésage 34 est sensiblement supérieur au diamètre extérieur de la tige 26 de façon à ménager un jeu déterminé entre la tige 26 et la surface 34 pour permettre un mouvement transversal de la tige par rapport à l'alésage 34 avant le serrage des raccords 14 et 16. Quand les raccords 14 et 16 sont vissés dans leurs positions de travail, les deux joints tubulaires 18 et 20 serrent la clé sphérique 28 entre eux de façon à la confiner et à s'appliquer de façon étanche sur les cotés opposés de la clé, tout en permettant un mouvement de rotation da la clé sensiblement autour de l'axe longitudinal de la tige 26. La clé sphérique 28 présente l'alésage usuel 56 qui constitue un passage du fluide à travers elle, et on peut voir que lorsqu'elle est dans la position ouverte montrée à la figure 3, le passage 56 dans la clé est de façon aligné avec les passages 58 et 60 dans les raccords 14 et 16/à établir un passage non obstrué pour le fluide.On comprend évidemment que lorsque la poignée 24 est tournée de'90 degrés à partir de la position représentée, la clé tourne de 900 et vientaans sa position de fermeture, les deux joints tubulaires 18 et 20 étant en contact étanche avec les côtés pleins opposés de la clé. Il y a lieu d'observer que chacun des raccords 14 et 16 est en outre caractérisé par un rebord interne en contact avec-le corps du robinet pour déterminer la profondeur d'entrée du raccord dans le corps de robinet et pour déterminer l'importance de la force de compression appliquée au joint, de sorte qu'on assure ainsi 11 application d'une force de compression précise à la fois aux deux joints pour assurer leur étanchéité contre la clé. Ainsi, lXinvention fournit des moyens grave auxquels la force de compression pour l'étanchéité peut être déterminée d'avance avec précision et l'étanchéité peut entre convenablement conçue pour fournir le rapport nécessaire du volume confiné au volume non confiné, en assurant ainsi à tout moment une étanchéité correcte entre chaque élément du joint et la clé sphérique. En vertu de ces caractéristiques, on obtient un robinet à clé sphérique extreme- ment compact, économique, et d'une très grande sécurité. Be robinet de la présente invention représente une nette amélioration par rapport aux robinets à clé sphérique classiques en ce qui concerne va. la structure d'étanchéité, -b. la construction en une seule pièce de la poignée, de la tige et de la clé sphérique, -c.la manière de supporter cette clé U y a lieu de noter, en se reportant à la figure 3, que la tige 26 flotte en fait dans l'alésage 34 avec seulement le joint torique 54 en contact avec la paroi de l'alésage, et qutainsisla partie 22 d'une seule pièce, comprenant la poignée 24, la tige 26 et la clé sphérique 28, est en principe supportée par les éléments d'étanchéité tubulaires 18 et 20 qui sont comprimés avec précision contre les côtés opposés de la clé sphérique 28, en assurant ainsi un effet d'étanchéité maximum. Bien qu'elle ait été décrite à propos d'une certaine forme de réalisation préférée, l'invention nsest pas limitée à cette forme, à laquelle on peut apporter des modifications diverses sans s'écarter des caractéristiques essentielles de l2invention et sans sortir de son cadre. REVENDICA2IONS 1. Robinet à clé sphérique comprenant un corps contenant un passage pour un fluide, une clé sphérique tournant dans ce passa ge, un raccord dtuneJseule pièce introduit de manière démontable dans chacune des extrémités dudit passage, chaque raccord présentant une cavité annulaire dans sa face d'extrémité introduite dans le passage, et un joint tubulaire plastique dans chacune desdites cavités, ayant ses faces d'extrémité en contact axial étanche avec les faces opposées de la clé sphérique, chaque cavité ayant une paroi périphérique extérieure supportant toute la longueur de la paroi périphérique extérieure du joint respectif, et une paroi périphérique intérieure supportant la majeure partie de la longueur de la paroi périphérique intérieure confinée du joint respectif et confinant une partie du joint ayant un volume sensiblement supérieur au volume de la partie non confinée du joint, cette paroi périphérique interne ayant une face d'extrémité espacée axialement de la clé sphérique quand le raccord respectif d'une seule pièce est complètement introduit dans le passage, chacun des raccords présentant un rebord dçune seule pièce en contact avec le corps du robinet pour déterminer-la profondeur d'entrée du joint dans ce corps et pour déterminer la force de compression appliquée au.joint respectif. 2. Robinet suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les joints sont fàits drun fluorocarbone. 3. Robinet suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie confinée de chaque joint a un volume égal à environ trois fois le volume de la partie non confinée du joint. 4. Robinet à clé sphérique caractérisé en ce qu'il comprend un corps contenant un passage longitudinal pour un fluide et une ouverture transversale pratiquée dans un de ses cotés et qui communique avec ledit passage pour le fluide, une clé sphérique, une poignée pour cette clé, une tige pour cette clé, la clé, la poignée et la tige étant établies en un meme ensemble d'une seule pièce disposée de la façon que la tige pénètre dans le corps du robinet dans couverture transversale et que la clé sphérique soit logée dans le passage pour le fluide, deux racw cords d'extrémité étant montés dans les extrémités dudit passage, chacun de ces raccords contenant un joint d'étanchéité à son extrémité intérieure et étant placé en service avec les deux Joints pressés en contact étanche contre les cités opposés de la clé sphérique de façon à supporter fermement ledit ensemble d'une seule pièce tout en permettant sa rotation autour de l'axe de la tige0 50 Robinet suivant la revendication 1 ou 4 caractérisé en ce que le corps du robinet est pourvu, aux deux extrémités du passage pour le fluide, de filetages intérieurs et que les deux raccords sont vissés dans ces extrémités pour maintenir les joints en contact ferme avec la clé sphérique. 6. Robinet suivant la revendication 4, dans lequel le diamètre de ltouverture transversale est plus grand que le diamètre de la tige de la clé de façon à ménager un jeu déterminé entre ces parties, de sorte que le support pour l'ensemble de la poignée, la tige et la clé,est assuré en grande partie par le contact avec les joints des raccords 7. Robinet suivant la revendication 6, dans lequel la tige de la clé est prévue avec une gorge circonférentielle dans laquelle est disposé un joint torique d'étanchéité en contact avec la paroi de llouverture transversale.