Brevet FR2234499A1 — publié le 19750117

La présente invention concerne les vannes à papillon et plus particulièrement un dispositif destiné à assurer ltétan- chéité entre le corps d'une vanne et un papillon circulaire monté à llintérieur de celui-ci, cest-a-dire entre deux organes dont l'un est situé à ltintérieur de l'autre et qui sont en contact par une surface continue. L'étanchéité entre deux organes de ce genre est généralement assurée au moyen dTun joint annulaire disposé à ltintérieur d T une gorge périphérique creusée dans Organe interne. On obtient ainsi une bonne étanchéité statique lorsque les organes sont au repos mais lorsque organe interne circulaire pivote autour d'un axe diamétral le joint est souvent déplacé par rapport à la gorge et même arraché de cette gorge soit sous l'action du frottement, soit sous lteffet de la pression du fluide qui s'échappe autour de lui, ce qui est notamment le cas dans les vannes à papillon. Pour éviter cet inconvénient, on donne à la gorge une forme trapézordale et on place à l'intérieur de cette gorge un joint torique de largeur supérieure à son entrée. Malheureusement, une telle disposition nTest pas suffisamment efficace lorsque la pression du fluide dépasse une certaine valeur; par ailleurs, l'usinage précis drune rainure trapézoldale est coûteux. D'autres dispositifs d'étanchéité comportent un joint annulaire serré latéralement dans un logement périphérique du papillon ou autre organe au moyen d'un anneau vissé sur le côté de cet organe. L'étanchéité obtenue de cette manière est réelle et l'arrachement du joint est évité mais le dispositif est onéreux car il nécessite la présence d'un anneau de serrage qui doit eAtre rigoureusement ajusté et fixé par des vis. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif d'étanchéité qui assure un maintien efficace du joint dans toutes les positions des organes, sans complications mécaniques, et qui laisse entièrement libre la face extérieure du joint dont dépend la bonne étanchéité de la fermeture. Ce dispositif, objet de cette invention, comprend un joint annulaire en matériau élastique enfoncé dans une gorge creusée à la périphérie de organe à étancher, ce joint comporte une fente radiale exécutée sur toute sa périphérie, et traversant plus de la moitié de sa hauteur et un fil d'immobilisation du joint, serré contre le fonde cette fente et bloqué par la liaison l'une à l'autre de ses deux extrémités. Le fil est en un matériau présentant une grande résistance et il fait de préférence plusieurs tours autour du joint à l'intérieur de la fente. I1 interdit ainsi tout déplacement relatif du joint et de la gorge et fixe solidement ce joint par rapport à l'organe qui le porte. La description ci-dessous de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemplesnon limitatifs et représentés aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir plus clairement les avantages et caractéristiques de l'invention. Sur les dessins la Fig. 1 est une vue en coupe d'une vanne à papillon; la Fig. 2 est une vue partielle en coupe, à plus grande échelle, du papillon de la vanne muni d'un dispositif d'étanchéité selon 1 r invention; la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2; la Fig. 4 est une vue analogue à la Fig. 2 montrant une variante de réalisation du dispositif d'étanchéité. Sur les dessins, on a représenté un dispositif d'étanchéité selon l'invention dans son application à une vanne à papillon mais il est bien évident que ce dispositif pourrait eAtre utilisé, sans sortir de l'invention, pour assurer l'étanchéité entre deux organes de tout autre type, placés l'un à l'intérieur de l'autre et présentant une surface de contact continue, quelle que soit leur utilisation. La vanne à papillon représentée sur la Fig. 1 est du type connu dans lequel un papillon circulaire 2 placé à l'intérieur d'un corps 1 est en contact, en position de fermeture, avec ce corps sur toute sa périphérie, c'est-à-dire le long d'un cercle continu, et est solidaire d'un axe 4 qui passe à capoté du plan dans lequel est situé ce cercle de contact. Ce papillon 2 est en quelque sorte déporté par rapport à l'axe 4 qui est relié à un système de commande non représenté. Le corps de vanne 1 porte un siège annulaire 6 en métal inoxydable qui forme la surface continue de contact avec le papillon. Celui-ci est muni d'un dispositif d'étanchéité périphérique 8 qui coopère avec le siège 6 pour assurer la fermeture étanche de la vanne lorsque le papillon est dans la position représentée en traits pleins sur la Fig. 1. Par contre, lorsque le papillon 2 pivote Jusqutà la position d'ouverture représentée en traits interrompus sur cette mebme figure, il se produit au début de l'ouverture un effort d'arrachement du joint 8 sous l'effet de la différence de pression existant de part et d'autre du papillon. Selon l'invention, le dispositif d'étanchéité 8 monté entre le papillon 2 et le corps 1 comporte une gorge 10 ménagée à la périphérie du papillon 2. Cette gorge a une section droite de forme rectangulaire et contient un joint 12, en matière élastique par exemple en un matériau élastomère, qui avant son introduction dans la gorge 10 a une largeur légèrement supérieure à celle de ladite gorge et, qui par suite est serré latéralement dans celle ci. Le joint 12 a cependant- comme la gorge 10 une section de forme rectangulaire, sa hauteur est légèrement supérieure à celle de ladite gorge de sorte qu'il fait saillie à l'extérieur de celle ci tout autour du disque 2.Ce joint 12 comporte par ailleurs sur toute sa périphérie une fente radiale 14 qui se prolonge en direction du fond de la gorge 10 sur une longueur supérieure à la moitié de la hauteur du joint 12 et de préférence sur les deux tiers de cette hauteur. Dans le fond de cette fente 14 est enroulé un fil 16 mince en un matériau de grande résistance tel que du nylon ou de l'acier inoxydable. Ce fil est enroulé autour de l'ensemble formé par le joint 12 et le papillon 2 et fait de préférence plusieurs tours dans la fente 14. il est serré solidement dans cette fente et immobilisé dans cette position grâce à la liaison de ses deux brins terminaux 18, 19, qui sont tordus ensemble,-noués ou assemblés de manière appropriée.Les extrémités de ces brins 18, 19, sont maintenues à l'intérieur de la fente ainsi que le montre la Fig. 9 de sorte quelles ne risquent en aucun cas de former à l'extérieur du joint 12 une saillie nuisible à ltétanchéité de la fermeture, la fente étant refermée en raison des dimensions relatives du joint et de la gorge. Le dispositif d'étanchéité ainsi réalisé est solide et résistant. En effet, le joint 12 est maintenu dans la gorge at ne peut effectuer aucun déplacement par rapport à celle-ci. I1 est à la fois bloqué latéralement grâce à la dimension même de cette gorge et immobilisé radialement par rapport à celle-ci au moyen du fil 16. Tout arrachement du joint est pratiquement impossible. Par ailleurs, la surface extérieure du joint est entièrement libre et pratiquement continue puisque la fente est refermée ce qui-lui permet d'assurer une étanchéité rigoureuse. Selon un autre mode de réalisation, le joint 12 est remplacé par un joint 22 de forme torique qui, comme le montre la Fig. 4, est introduit dans une gorge 20 dont le fond a une forme de préférence arrondie mais qui pourrait gtre rectangulaire. Le diamètre normal,au repos, du tore 22 est supérieur à la largeur de la gorge 20 de sorte que l'introduction du tore 22 dans cette gorge donne à la section de celui-ci une forme ovale. Comme le joint 12, le tore 22 est fendu radialement sur toute sa périphérie en 24 et il est serré par un fil 16 qui est enroulé plusieurs fois dans le fond de cette fente et dont les extrémités sont tordues ou nouées.La rotation de ce tore sur luimeAme est impossible, étant donné que le ou les fils de fixation se trouvent au tiers de la hauteur du diamètre du tore, donc en dessous du centre de gravité de celui-ci. D'autres formes de joints pourraient être utilisées. De toute façon, quelle que soit la forme du joint, les gorges 10 ou20 présentent toujours une sect-ion de forme sensiblement- rectan- gulaire et par suite facile à exécuter. Par ailleurs, la réalisation de la fente du joint après sa mise en place dans la gorge ainsi que le serrage du fil sont des manoeuvres --faciles de sorte que l'ensemble du dispositif d'étanchéité a un prix de fabrication relativement faible. On dispose donc dtun dispositif d'étanchéité efficace et d'un prix de revientavantageux. Bien entendu, le matériau qui constitue le joint est choisi en fonction du fluide avec lequel il doit Qtre en contact et peut être de qualité différente selon l'agressivité de ce fluide. On peut par exemple utiliser des matériaux tels que le "néoprène", le "perbunan", le "viton" ou tout autre matériau analogue. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'étanchéité, notamment pour vanne à papillon, comprenant un joint annulaire en matériau élastique enfoncé dans une gorge creusée à la périphérie de l'organe à étancher, qui comporte une fente radiale exécutée sur toute sa périphérie et traversant plus de la moitié de sa hauteur et un fil d'immo- bilisation du joint serré contre le fond de cette fente et bloqué par la liaison l'une à l'autre de ses deux extrémités. 2. Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 1, dans lequel la fente traverse les 2/3 de la hauteur du joint. 3. Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel le fil est en un matériau de grande résistance tel que le nylon ou l'acier inoxydable. 4. Dispositif d'étanchéité suivant l'une des revendications 1 à 5 dans lequel le fil est enroulé plusieurs fois autour du joint dans le fond de la fente et ses brins terminaux sont liés entre eux également à l'intérieur de la fente. 5. Dispositif d'étanchéité suivant l'une des revendications 1 à 4 dans lequel la gorge a une section sensiblement rectangulaire et une largeur légèrement inférieure à celle du joint au repos 6. Dispositif d'étanchéité suivant l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la gorge a une largeur légèrement inférieure à celle du joint au repos et la fente de celui-ci est refermée au-delà du fil inextensible de sorte que la face extérieure dudit joint constitue une surface de contact continue assurant une étanchéité parfaite avec la vanne.