Brevet FR2035123A1 — publié le 19701218

i 2035123 L'invention concerne un dispositif d'arrêt monté sur une canalisation, composé d'un boîtier et d'un corps d'obturation monté à pivotement dans celui-ci, dispositif dans lequel il est prévu, pour 1'étanchéification du corps d'obturation en position de ferme-5 ture, une bague d'étanchéité déformable élastiquement qui présente, sur l'un de ses côtés, une surface d'étanchéité annulaire et qui, en position de fermeture du corps d'obturation, se déforme élastiquement lorsqu'elle est sollicitée par la pression du liquide, dans une mesure suffisante pour que cette surface d'étanchéité vienne 10 s'appliquer sur un siège d'étanchéité fixe, de forme annulaire. On connaît un dispositif d'arrêt de ce genre dans lequel la bague d'étanchéité déformable élastiquement est montée sur le corps d'obturation pivotant et coopère avec un siège d'étanchéité fixe, prévu dans le boîtier. 15 Par contre, l'invention consiste en ce que le siège fixe d'étanchéité est disposé sur le corps d'obturation et la bague d'étanchéité déformable élastiquement est encastrée dans un renfon-pement annulaire de la paroi formée par le boîtier et la partie con-tiglle de la canalisation et, considérée en coupe transversale, est • 20 fixée rigidement à cette paroi par l'une de ses extrémités et comporte la surface d'étanchéité annulaire au niveau de son extrémité libre ou au moins à proximité de son extrémité libre, cette bague d'étanchéité délimitant en outre, avec la paroi, une chambre annulaire destinée à recevoir le liquide sous pression qui sert à la 25 solliciter; Grâce à cette disposition, on parvient à une simplification structurelle en comparaison du dispositif d'arrêt connu et l'on évite la nécessité de diriger le liquide sous pression servant à solliciter la bague d'étanchéité entre un point fixe et le corps d'obtu-20 ration pivotant. Un exemple d'exécution d'un dispositif d'arrêt selon l'invention est représenté sous forme simplifiée sur les dessins. La figure 1 est une coupe axiale d'un dispositif d'arrêt dans lequel il est prévu un système d'étanchéification du côté amont 55 et du côté aval. La figure 2 est une coupe partielle à échelle agrandie, au niveau du système d'étanchéification du côté aval. La figure 5 est une coupe partielle à échelle agrandie, au niveau du système d'étanchéification du côté amont. h0 La figure 4 est TCte coupe axiale d'ion autre dispositif 70 10124 y> C 2035123 d'arrêt comportant un système d1,étanchéification du côté aval. La figure 5 représente à échelle agrandie le système ~V d'ctanchéifieation du côté.aval, prévu dans le dispositif de la figure 4. 5 Les éléments correspondants ont reçu les mêmês numéros de référence sur toutes les figures. Comme on peut le voir sur la figure 1, il'est interposé, entre une partie amont 1 et une partie aval 2 de la canalisation, par exemple la conduite sous pression d'une installation de force XO motrice hydraulique, une vanne papillon servant de dispositif d'arrêt et comportant un boîtier 5 et ion corps pivotant d'obturation 4. Ce dernier est monté dans le boîtier j5 au moyen de deux tourillons 5 et 6. Le corps d'obturation 4 présente une partie tubulaire qui, en position d'ouverture, s'étend dans la direction X5 de l'axe de la canalisation et permet ainsi le passage sans entrave de l'eau le long de la canalisation, mais qui est perpendiculaire à l'axe de la canalisation dans la position de fermeture représentée sur le dessin. En service normal, la coupure est de préférence assurée 20 par un système d'étanchéité du côté aval. Comme il ressort de la figure 2, il est prévu une bague d'étanchéité 7 déformable élastiquement, qui est exécutée essentiellement sous forme de plaque annulaire. Cette plaque annulaire 7 est montée dans un renfoncement annulaire de la paroi constituée par le boîtier 3 et la partie 2 25 de la conduite qui lui fait suite du côté aval et, au niveau de son bord extérieur, elle est coincée entre les deux brides d'assemblage accolées de la partie 2 de la canalisation et du boîtier 3, c'est-à-dire qu'elle est fixée rigidement à ladite paroi. A distance de cette paroi, au voisinage de son bord interne, la plaque annulai-50 re 7 est munie, sur sa face dirigée vers le corps d'obturation 4, d'une surface d'étanchéité annulaire 8 qui est destinée à s'appliquer contre un siège d'étanchéité annulaire du corps d'obturation 4. Ce siège d'étanchéité est formé sur une bague 9 fixée rigidement au corps d'obturation 4» Sur son autre face, la plaque annulaire 7 déli-25 mite une chambre annulaire 10 avec ladite paroi. Gomme il ressort de la figure 1, une conduite 11 et un robinet à trois voies 12 permettent d'établir sélectivement une communication entre la chambre annulaire 10 et une conduite 13 qui s'embouche du côté amont du dispositif d'arrêt, de façon à mettre cette 40 chambre sous pression d'eau, ou avec une conduite 131 qui s'abouche 70 10124 5 2035123 du côté aval, de façon à supprimer la pression d'eau dans la chambre. Dans la position du robinet à trois, voies 12 représentée sur la figure 1, la chambre annulaire 10 -est sous pression d'eau. Pour éviter les pertes d'eau, il est prévu une garniture molle 14 5 à proximité du bord interne de la plaque annulaire J déformable élastiquement. Par rapport à l'axe de la canalisation, la surface d'étanchéité annulaire 8 est située plus à l'extérieur, d'une distance a (voir figure 2), que la garniture molle 14, de sorte que même lorsqu'il règne dans le boîtier jj même pression d'eaù que dans la 10 chambre annulaire 10, la plaque annulaire 7 soit pressée contre le corps d'obturation 4 par une force qui correspond à la pression d'eau sur la surface annulaire de largeur a, d'où il résulte que la surface d'étanchéité 8 s'applique sous pression eontreie siège d'étanchéité formé par la bague 9. 15 • Lorsqu'on veut ouvrir le dispositif d'arrêt, on fait tourner le robinet à trois voies 12 pour établir la commun!cation entre la chambre annulaire 10 et le côté aval, supprimant ainsi la pression d'eau dans cette chambre. La pression contre le siège d'étanchéité disparaît et la surface d'étanchéité 8, grâce à l'élas-20 ticité de la plaque annulaire 7 et également sous l'effet de la pression d'eau dans le boîtier j5, s'écarte de la bague 9 dans une mesure suffisante pour qu'il s'établisse un très petit jeu s (voir figure 2) qui est suffisant pour permettre une rotation du corps d'obturation 4 vers sa position d'ouverture. Etant donné que le 25 bord interne de la plaque annulaire 7 n'effectue que de très petits mouvements axiaux dans les limites du jeu s lorsqu'il est déformé élastiquement sous l'effet des variations de pression d'eau, la garniture molle n'est pratiquement soumise à aucune usure. Un système d'étanchéification du côté amont, dont les 20 détails sont représentés sur la figure 3, est ici destiné à servir de dispositif de coupure en cas de révision, lorsque le système d'é-tanchéification prévu pour le service normal doit être révisé. Il est ainsi superflu de vider complètement la canalisation. Une plaque annulaire 19 déformable élastiquement est en-25 castrée, de la même manière que la plaque annulaire 7, au niveau de son bord extérieur, entre les brides d'assemblage accolées du boîtier 3 et de la partie amont 1 de la canalisation, et elle présente plus intérieurement, c'est-à-dire à proximité de son bord'interne, une surface d'étanchéité annulaire 20 qui est destinée a s'appliquer 2j.q contre un siège d'étanchéité qui est formé sur une bagué 21 du corps 70 10124 4 2035123 d'obturation. 4.. Du côté opposé au .'siège d'étanchéité, la plaque annulaire 19 délimite, avec la bride de la partie 1 de la canali- », sation, une chambre annulaire 22, qui, comme il ressort de la figure 1, peut être mise en communication, par une conduite 16 et un robi-5 net à trois voies 15.» avec une conduite 18 qui se raccorde du côté amont du dispositif d'arrêt ou avec une conduite 17 qui s'abouche du côté aval : c'est-à-dire que la chambre peut être sélectivement placée sous pression d'eau ou déchargée. En cas d'utilisation du système d'étanchéification de ré-10 vision, le corps d'obturation 4 est placé dans la position de fermeture représentée et la chambre 22 est.mise sous la pression d'eau du côté amont, par une manoeuvre appropriée du robinet à trois voies. Par l'ouverture d'une vanne de vidange 23, représentée très schéma-tiquement sur la figure 1, la pression d'eau est supprimée dans le 15 boîtier 3. Dans ces conditions, sous l'effet de la surpression unilatérale, la plaque annulaire 19 déformable élastiquement est pressée contre le corps d'obturation 4, avec application de sa surface d'étanchéité 20 sur le siège d'étanchéité 21,. De la sorte, le côté pression de la canalisation est fermé, et il est possible de procé-20 der à la révision du système d'étanchéification de service, du côté aval. Pour rouvrir le système d'étanchéification de révision, on commence par fermer la vanne de vidange 23* puis on met le boîtier du dispositif sous la pression d'eau du côté amont, au 25 moyen d'une conduite de remplissage non représentée. Il en résulte une égalisation de la pression des deux côtés de la plaque annulaire déformable élastiquement, de sorte que la surface d'étanchéité 20 de celle-ci n'est plus pressée contre le siège d'étanchéité 21 du corps d'obturation 4 et qu'il s'établit même un faible jeu s entre 30 eux. Au cas où la pression d'eau du côté aval serait inférieure à la pression dans le boîtier 3, la plaque annulaire 19 serait même repoussée dans la direction opposée à la partie amont 1 de la canalisation lorsque le robinet à trois voies 15 est placé dans la position représentée sur la figure 1. 35 En ce qui concerne les plaques annulaires 7, 19 et les bagues 9, 21 qui constituent les sièges d'étanchéité du corps d'obturation 4, il s'agit d'éléments d'étanchéité purement métalliques. Comme on l'a expliqué, il suffit de très faibles déformations élastiques des plaques annulaires 7, 19 pour qu'elles puissent remplir 40 leur fonction d'étanchéification. Dans la forme d'exécution décrite 70 10124 5 2035123 du dispositif d'arrêt, les surfaces d'étanchéité ne sont pas appliquées sous pression les unes contre les autre^s lorsqu'on fait tourner le corps d'obturation 4, et il peut même être ménagé un petit jeu entre elles pour éviter l'apparition de forces de friction et, par suite, d'une usure. Néanmoins, en plaçant les robinets à trois 5 voies 12 ou 15 en position appropriée, une pression suffisante pour l'étanchéification est assurée sur les surfaces d'étanchéité lorsque le corps d'obturation 4 est en position de fermeture. Dans le système d'étanchéification aval qui a été décrit et qui est représenté sur la figure 2, la plaque annulaire élastique 10 7 est simultanément en contact étanche avec deux zones annulaires du boîtier 3 lorsque le corps d'obturation 4 est en position de fermeture, à savoir la surface annulaire fixe d'étanchéité 8 du corps d'obturation 4 et la garniture molle 14 de la paroi formée par le boîtier 3 et la canalisation 2. La plaque annulaire élasti-15 que 19 représentée sur la figure 3, qui ne prend appui que sur une seule zone annulaire, à savoir la surface d'étanchéité annulaire fixe 20, ne peut être utilisée que pour des systèmes d'étanchéification du côté amont. Dans le dispositif d'arrêt représenté sur les figures 4 20 et 5i la bague d'étanchéité déformable élastiquement du boîtier ne s'applique de façon étanche que sur une seule zone annulaire du corps d'obturation et peut être néanmoins utilisée dans le système d'étanchéification du côté aval. La bague d'étanchéité déformable élastiquement 24 est réalisée sous la forme d'un cylindre 25 creux à paroi mince qui est fixé rigidement à la paroi 2, 3, à son extrémité opposée à la surface d'étanchéité 25. A cette fin, la bague d'étanchéité 24 présente, à son extrémité opposée à la surface d'étanchéité 25 et sur sa face extérieure, un bourrelet 26 qui est coincé entre les deux brides d'assemblage accolées du boîtier 3 . 30 et de la canalisatiofi 2. La bague d'étanchéité 24 est dimensionnée assez largement pour que les sollicitations appliquées ne dépassent pas ses limites d'élasticité. B/fp ORIGINAL 70 10124 6 2035123 REVENDICATIONS 1° Dispositif d'arrêt monté sur une canalisation, composé d'un boîtier et d'un corps d'obturateur monté à pivotement dans celui-ci, dispositif dans lequel il est prévu, pour 1'étanchéification du corps d'obturation en position de fermeture, une bague d'étanchéi-5 té déformable élastiquement qui présente, sur..l'un de ses cotés, une surface d'étanchéité annulaire et qui, en position de fermeture du corps d'obturation, se déforme élastiquement lorsqu'elle est sollicitée par la pression du liquide, dans une mesure suffisante pour que cette surface d'étanchéité vienne s'appliquer sur un siège 10 d'étanchéité fixe, de forme annulaire, ce dispositif étant caractérisé par le fait que le siège d'étanchéité fixe (9, 21) est disposé sur le corps d'obturation (4) et la bague d'étanchéité déformable élastiquement (7, 19, 24) est encastrée dans un renfoncement annulaire de la paroi formée par le boîtier 3 et la partie contigtie 2, 1 15 de la canalisation et, considérée en coupe transversale, est fixée rigidement à cette paroi par l'une de ses extrémités et comporte la surface d'étanchéité annulaire 14, 20, 25 au niveau de son extrémité libre, cette bague d'étanchéité J, 19, 24 délimitant en outre avec la paroi une chambre annulaire 10, 22 destinée à recevoir le liquide 20 sous pression qui sert à la solliciter. 2° Dispositif d'arrêt selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la bague d'étanchéité 7, 19 est exécutée essentiellement sous la forme d'une plaque annulaire qui est fixés rigidement à la paroi par son bord externe. 55 3° Dispositif d'arrêt selon la revendication 2, caractéri sé par le fait que la plaque annulaire 7, 19 est coincéè par sa partie extérieure entre les deux brides d'assemblage accolées du boîtier 3 et de la canalisation 2, 1 et que la chambre annulaire 10, 22 est formée par un renfoncement dans la bride de la canalisation 2, 1 con-30 tiguë. 4° Dispositif d'arrêt selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la bague d'étanchéité déformable élastiquement 24 est exécutée essentiellement sous la forme d'un cylindre creux a paroi mince qui est fixé rigidement à la paroi 3s 2 par son extré~. 35 mité opposée à la surface d'étanchéité 25. 5° Dispositif d'arrêt selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le cylindre creux 24 présente, sur sa face exté- BAD ÔfflG!?\!AL 70 10124 7 2035123 rieure à son extrémité opposée à la surface d'étanchéité 25, un bourrelet 26 qui est coincé entre les deux brides d'assemblage accolées du boîtier 3 et de la canalisation 2 et par le fait que chambre annulaire 10 est formée par un renfoncement du boîtier 3 du côté extérieur du cylindre creux 24.