Brevet FR2272316A1 — publié le 19751219

Tous les dispositifs de rétention et de réglage de ltecoule- ment d'un fluide d'une tuyauterie, ou de toute autre canalisation, comportent un élément pouvant se déplacer à l'intérieur de son siège et constituant habituellement une rallonge-du tuyau conducteur du fluide.Cet organe de rétention est, en général, un bouchon doté d'un joint élastique qui, tout en se déformant, va s'api puyer et se comprimer contre l'ouverture qui met en communication le tuyau d'arrivée du fluide avec le tuyau d'écoulement, de façon telle à la fermer, les mouvements du susdit organe de fermeture étant commandés par une portion filetée de la tige qui porte cet organe et qui est engagée dans une portion à vis femelle prévue dans une paroi fixe du siège qui met en communication les deux tuyaux de conduite et d'écoulement du fluide. Le système de commande de l'organe de fermeture doit, dans ce type traditionnel de robinets, supporter toute la pression du fluide, pression qui atteint son maximum quand le robinet est fermé, ainsi que la réaction à la déformation élastique du joint. Cette invention permet, plus précisément, d'obtenir la tention et le réglage de l'écoulement d'un fluide moyennant la combinaison de deux corps, un corps fixe et un corps mobile, l'ua placé à l'intérieur de l'autre, un de ces corps ayant une forme généralement cylindrique alors que l'autre est creux et fermé et est doté d'au moins deux trous co-axiaux pratiqués dans les parois ou diaphragmes opposés où sont logés des joints élastiques, Le corps cylindrique passant par ces trous et les deux corps étant susceptibles de mouvements l'un par rapport à l'autre, en accouplement libre.Le réglage du débit dépend de la position que prend, longitudinalement, ltun des organes par rapport à l'autre, l'organe mobile etant en équilibre statique par rapport aux pressions et aux frottements présents dans n'importe quelle position et, en particulier, dans la position "fermée" et pouvant être déplacé de sa position de repos suivant et uniquement en fonction de la commande actionnée par l'opérateur0 La fermeture de ce robinet est bilatérale et compensée, En effet; la fermeture a lieu contemporainement sur les deux trous et ces derniers ayant une superficie égale, les pressions exercées sur 11 organe mobile sont donc parfaitement compensées. Les avantages offerts par ce type de robinet, objet de l'invent ion, sont nombreux et importants, comme la simplicité de construction, la facilité de manoeuvre, l'usure pratiquement nulle ou extrêmement limitée et une veine d'écoulement des liquides, régu lière et exempte de turbulences, sans l'auxiliaire d'organes accessoires et cela jusqutà proximité du débit maximum. On décrira ci-apres quelques modes de réalisation de robinets suivant l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: Les Fig. I et 2 schématisent, respectivement en position ouverte et fermée, un robinet suivant l'invention, dans une version que nous appellerons "primaire". Les Figo 3 et 4 illustrent, toujours dans4Les deux positions citées ci-dessus, un robinet suivant le schéma des Fig. I et 2. Les Fig. 5 et 6 schématisent, respectivement en position ou verte et fermée, un robinet suivant l'invention, mais dans une version différente par rapport à celle précédente et que nous appellerons "alternative". Les Fig. 7 et 8 montrent, toujours dans les deux positions citées ci-dessus, un robinet suivant le schéma des Fig. 5 et 6. La Fig. I schématise un robinet suivant une première version de l'invention, en position d'ouverture, et comprend un organe Cv- lindrique-composé d'un corps cylindrique à tuyau I et d'un organe creux qui, dans cette version, est l'organe fixe constitué d'un corps creux fermé 2. L'organe creux 2 comporte deux diaphragmes opposés 3 et 4, une cavité 5 superposée â l'un des deux diaphragmes et conformant une conduite d'écoulement du fluide, et un trou 6 pratiqué dans la paroi de l'organe 2 entre les deux diaphragmes et dans lequel est branché un tuyau 7 fileté à l'extrémité 8 pour pouvoir se visser à la canalisation du fluide.Les deux trous coaxiaux 9 et IO pratiqués dans les deux diaphragmes comportent des joints élastiques, respectivement II et I2, logés dans leur paroi. L'organe cylindrique doté d'une béquille I3 coulisse dans ces trous en accouplement libre, effleuré par les joints. Une flèche indique la direction de l'écoulement du fluide. La Fig. 2 illustre le mdme robinet que celui de la Fig. I mais en position de fermeture, On peut y noter le résultat typique de la fermeture bilatérale compensée de la nouvelle conception du robinet, objet de 11 invention, c'est- & dire que la résultante des forces dues à la pression du fluide est égale à zéro, forces indiquées sur la figure par des petites flèches et agissant lorsque.le robinet est fermé sur l'organe cylindrique mobile I qui se trouve donc en équilibre stable permanent. Cette caractéristique est un autre et remarquable avantage du robinet de la nouvelle conception de l'invention étant donné que cet état d'équilibre statique permanent de organe mobile permet d'éliminer des composants essentiels et absolument nécessaires du robinet suivant la conception traditionnelle tels que la car cas se complexe existant dans l'organe fixe et 11 accouplement, à vis ou par tout autre système, de la carcasse avec l'organe mobile de réglage dont la présence est in dispensable pour a) contraster les forces dérivant de la pression du fluide et de la déformation élastique du joint agissant à l'extrémité inférieure de 11 organe mobile de réglage et- comportant également les usures bien connues pendant le service entre les superficies en contact et en mouve- ment relatif et b) pouvoir disposer de l'instrument en mesure de permettre la manoeuvre de fermeture et d'ouverture du robinet de la part de l'opérateur. La Fig.3 illustre un robinet de la version primaire, en position d'ouverture, comprenant les mêmes organes que ceux du robinet de- la Fig. I. On y reconnait en effet : l'organe cylindri- que composé du corps cylindrique à tuyau I' et l'organe creux qui est l'organe fixe constitué du corps creux fermé 2' les diapMragmes opposés 3' et 4', la cavité 5' complétée de la conduite d'écoulement du fluide de report, le trou 6' pratiqué dans la paroi se trouvant entre les deux diaphragmes et dans lequel est branché le tuyau 7' en deux morceaux pour des raisons de construction, fileté à l'extrémité 8' pour pouvoir se visser à la canalisation du fluide, les deux trous co-axiaux 9' et IOt pratiqués dans les deux diaphragmes.Chacun de ces trous comportent dans leur paroi les joints élastiques II' et I2t. L'organe cylindrique doté d'une bé- quille I3t coulisse dans ces trous en accouplement libre, effleuré par les joints. Une flèche indique la direction de l'écoulement du fluide. La Fig. 4 illustre le même robinet que celui de la Fig. 3 mais en position de fermeture. On peut y noter le résultat typique de la fermeture bilatérale compensée de la nouvelle conception de robinet, objet de l'invention, dont on a déjà parlé en Fig. 2, c'est-à-dire que la résultante des forces dues à la pression du fluide est égale à zéro, forces indiquées sur la figure par des petites flèches et agissant lorsque le robinet est fermé sur l'or- gane cylindrique mobile qui sue trouve donc en équilibre statique permanent. A noter l'absence totale de toute carcasse en tant que composant de l'organe creux fixe et de tout accouplement entre cet organe creux fixe et organe cylindrique mobile I' qui peut coulisser librement dans son siège dans les limites permises et peut être déplacé de sa position de repos seulement lorsque la commande en prise directe est actionnée par ltopérateur. La Fig. 5 schématise une réalisation du robinet suivant l'in- vention en version alternative, c'est-à-dire dans lequel l'orga- ne cylindrique est fixe et l'organe creux est mobile. La Fig. 5 montre ce robinet en position d'ouverture. Il comprend: l'organe cylindrique composé d'un corps cylindrique à tuyau I4 et l'organe creux qui, dans cette version, est l'organe mobile constitué d'un corps creux fermé 15. L'organe creux conserve tels quels certains détails de l'organe creux 2 de la Fig. I. I1 comporte en effet deux diaphragmes opposés 3n et 4", une cavité 5" qui se prolonge dans la conduite d'écoulement du fluide, deux trous co-axiaux 9" et IO" pratiqués dans les deux diaphragmes, chaque trou comportant un joint élastique, respectivement 1111 et I2", logé dans leur paroi.-L'organe creux coulisse dans ces trous en accouplement libre avec l'interposition des joints élastiques, le long de l'organe cylindrique qui l'enveloppe et qui est pourvu d'un diaphragme de fermeture 16 à l'extrémité située dans l'organe creux alors qu'à l'autre extrémité, extérieure à organe creux, il porte le filetage I7 pour pouvoir se visser à la canalisation du fluide. Des trous I8 sont pratiqués dans l'organe cylindrique de manière que, dans les limites de mouvement que l'organe creux peut atteindre, en aucun cas ces trous peuvent dépasser la directrice de fermeture des joints élastiques. Une flèche indique la direction de l'écoulement du fluide. La Fig. 6 illustre le même robinet que celui de la Fig. 5 mais en position de fermeture. Les considérations faites pour le robinet de la Fig. 2 sont également valables pour ce robinet mais on doit mettre en évidence le résultat typique dérivant de la fermeture bilatérale compensée de la nouvelle conception de robinet de l'invention pour laquelle la résultante des forces dues.à la pression du fluide est égale à zéro, forces indiquées sur la figure par des petites flèches et agissant lorsque le robinet est fermé sur l'organe creux mobile qui est donc en équilibre statique permanent. La Fig. 7 illustre un robinet de la version alternative, en position d'ouverture, qui comprend les memes organes que ceux du robinet de la Fig. 5. On y reconnait en effet : l'organe cylindri que composé du corps cylindrique à tuyau I4' et l'organe creux qui est l'organe mobile constitué du corps creux fermé 15', les diaphragmes opposés 3fil' et 4"', la cavité 5"' complétée de la conduite d'écoulement du fluide, les deux trous co-axiaux gn t et IO"( pratiqués dans les deux diaphragmes, chaque trou comportant un joint élastique, respectivement Il"' et I2,, logé dansleur paroi. L'organe creux coulisse dans ces trous en accouplement libfe, avec l'interposition des joints élastiques, le long de l'organe cylindrique qui ltenveloppe et qui est pourvu d'un diaphragme de fermeture I6t à l'extrémité située dans l'organe creux alors qu'à l'autre extrémité, extérieure à l'organe creux, il porte le filetage I7' pour pouvoir se visser à la canalisation du fluide. Les deux trous I8' sont pratiqués dans l'organe cylindrique de manière que, dans les limites de mouvement que l'organe creux peut atteindre, en aucun cas ces trous peuvent dépasser la directrice de fermeture des joints élastiques. Une flèche indique la direction de l'écoulement du fluide. La Fig. 8 illustre le méme robinet que celui de la Fig. 7 mais en position de fermeture. On peut y noter le résultat typique de la fermeture bilatérale compensée de la nouvelle conception de robinet, objet de l'invention, dont on a déjà parlé pour le robinet de la Fig. 6 pour laquelle la résultante des forces dues à la pression du fluide est égale à zéro, forces indiquées sur la figure par des petites flèches et agissant lorsque le robinet est fermé sur l'organe creux mobile qui est donc en équilibre statique permanent.A noter l'absence totale de toute carcasse en tant que composant de l'organe cylindrique fixe et de tout accouplement entre cet organe cylindrique fixe et organe creux mobile qui peut coulisser librement dans son suage dans les limites permises et qui peut être déplacé de sa position de repos seulement lorsque la commande en prise directe est actionnée par l'opérateur. Les robinets suivant l'invention, illustrés et décrits ci-dessus ne sont que des exemples, en deux versions différentes, de l'invention. Mais on comprend facilement que de nombreuses autres solutions constructives sont possibles et que, toutefois, toutes ces versions facilement imaginables par des techniciens de la branche rentreront dans le domaine de cette invention, Les avantages offerts par ce type de robinet sont nombreux et remarquables et déjà, du moins en partie, cités ci-dessus. Nous en rappel lerons seulement deux parmi les principaux : usure pratiquement nulle ou extrêmement limitée des organes en mouvement relatif, d'où la durée pratiquement illimitée du robinet, et ltextraordi- naire simplicité de sa construction.En effet, ils peuvent entre construits simplement en usinant au tour automatique des éléments tubulaires ou ronds massifs. Les matériaux seront de préférence des métaux ou des alliages appropriés, en particulier l'acier inoxydable, et éventuellement d'autres matériaux comme les matériaux plastiques synthétiques. Les joints élastiques d'étanchéité pourront être produits avec emporte quel matériel élastique naturel ou synthétique approprié. On-peut également varier la forme des organes composant le robinet, en particulier la directrice de l'organe cylindrique qui pourra ne pas être un cercle et l'organe cylindrique qui au lieu d'entre à section constante pourra être composé de plusieurs portions à sections différentes. Dans ce cas, organe mobile ne sera plus en équilibre statique lorsque le robinet sera fermé, cette forme étant choisie lorsqu'on devra obtenir des résultats particuliers. Les robinets faisant l'objet de cette invention sont appropriés pour n'importe quelle application où ils pourront remplacer les robinets et les vannes traditionnaux, mais ils offrent un avantage tout particulier dans le domaine de la robinetterie sanitaire pour le bâtiment civil, REVEND I CAT IONS IO Robinet pour le réglage et la rétention d'un fluide coulant d'une conduite caractérisé par le fait que les organes de réglage et de rétention sont l'un fixe et~l'autre mobile, coulissant l'un par rapport à l'autre en accouplement libre, un de ces organes (cylindrique) ayant une paroi extérieure lisse et l'autre organe (creux) étant doté d'au moins deux diaphragmes, chaque diaphragme étant pourvu d'un trou dans lequel passe et coulisse le premier organe, ces diaphragmes ou cet élément lisse étant pourvu de joints élastiques d'étanchéité, le réglage du débit résultant de la position que prend, longitudinalement, le premier organe par rapport aux diaphragmes troués de l'autre organe, l'organe mobile étant en équilibre statique par rapport aux pressions et aux frottements présents, quelle que soit sa position, et pouvant etre déplacé de sa position de repos uniquement lorsque la commande est actionnée par l'opérateur0 2e Robinet selon la revendication I, caractOrisS par le fait que l'élément cylindrique est mobile et celui creux est fixe (version primaire), ce dernier étant porté par le tuyau branché au tu yan conducteur du fluide et comportant des parois qui constituent les diaphragmes troués dans lesquels peut coulisser le premier é- lément, par commande extérieure. 39 Robinet selon la revendication I, caractérisé par le fait que l'élément cylindrique est celui fixe.guisquil est relié au tuyau conducteur du fluide et l'élément creux est mobile (version alternative), ledit élément cylindrique étant muni de trous qui le mettent en communication avec l'intérieur de ltélément creux duquel part la conduite d'écoulement, organe creux pouvant entre déplacé sur celui cylindrique et constituant l'organe de manoeuvre du robinet 40 Robinet selon l'une quelconque des revendications f, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les joints élastiques d'étanchéité sont logés sur les parois des trous de l'organe creux avec montage appelé "sur cylindre". 5 Robinet selon l'une quelconque des revendications I, 2 ou 3 caractérisé par le fait que les joints élastiques d'étanchéité sont fixés sur l'organe cylindrique du robinet avec montage appelé "sur piston".