Brevet FR2296802A1 — publié le 19760730

L'invention concerne un système de réglage pour des joints de robinetterie pour des pressions importantes exercées par des gaz, des agents gazeux ou liquides ainsi que principalement pour des dispositifs de dimensions importantes tels que ceux utilisés dans les canalisations. L'invention se propose de réaliser un système adaptable à de telles robinetteries qui peuvent être équipées d'organes d'arrêt spheriques, cylindriques ou coniques, 1 1ouverture et la fermeture posant être obtenues avec un moment de torsion minimal. fl est connu que dans des robinetteries de dimensions i- portantes, en raison du frottement superficiel exercé par lee éléments de pré-contrainte et des forces de pression auxiliaires exercées par les pressions différentielles, on doit utiliser des puissances d'entraSnement ai importantes qu'on arrive déji à la limite du possible. Suivant l'invention il suffit de moments de torsion beaucoup plus faibles qui ne proviennent plus que des forces de frottement du palier.Les dispositifs d'entrat- nement, qui peuvent entre du type hydraulique, pneumatique ou électrique, sont de ce fait de dimensions beaucoup plus faibles. Rn outre, l'usure des bagues d'étanchéité lors du mouvement de glissement de l'organe d'arrêt est pratiquement nulle; par ailleurs, la rugosité superficielle de cet organe n' a pas besoin d'être aussi faible que cela est nécessaire jusqu'ici. Tous ces avantages conduisent à des réductions de codt importantes et à une sécurité de fonctionnement plus importante des robinetteries. Ces avantages sont obtenus suivant l'invention grecs au fait que les organes d'étanchéité, qui se présentent sous la forme de pistons annulaires, dans lesquels la pré-contrainte est créée par des éléments à ressort, sont en outre soumis à une pression exercée sur la face arrière'par l'agent transporté pour augmenter la pré-contrainte, par l'intermédiaire d'un dis- positif de réglage très simple qui est commandé, avec un certain retard dans le temps, par l'entrainement de la robinetterie, la face arrière de l'élément d'étanchéité étant au choix mis en communication avec l'agent transporté sous pression ou, par l'intermédiaire de perçages ménagés dans le carter ou bottier, avec l'atmosphère ou avec un réservoir d'équilibrage qui est à une pression pratiquement nulle.Grâce à cette combinaison, les éléments d'étanchéité sont amenés dans la position de travail ou ramenés par la différence de pression, jusqu'au fond de la rainure servant de logement, de façon outre totalement dégagés. On contact des dispositifs de commande à vanne sphérique pour des joints pour des pompes de grandes dimensions, ces dispositifs étant commandés par un grand nombre de servocylindres traversant le carter, commandés de l'extérieur et entraînés par une pression d'huile. Un inconvénient réside dans le fait que l'on est obligé de sortir du carter et qu'il apparat des problèmes d'étanchéité, de frottement et de commande pour le synchronisme, la charge ponctuelle nécessitant en outre un couple résistant important dans les bagues d'étanchéité pour que celles-ci aient un appui uniforme. En outre, cette solution connue est utilisée jusqu'ici uniquement dans le cas d'organes d'arrêt pour des pompes àeau. Tous ces inconvénients n'apparaissent pas suivant l'inven- tion du fait que l'on utilise l'agent transporté avec la pression disponible pour mettre les bagues d'étanchéité en position de service et pour les ramener en position de distribution. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin~annexé dans lequel: La figure 1 est une vue en coupe schématique représentant une forme de réalisation suivant l'invention des éléments d'étanchéité annulaires utilisant par exemple un robinet à bille, ainsi que le dispositif utilisé pour charger la face arrière par la pression de l'agent transporté0 La figure 2 est une représentation similaire à celle de la figure 1 correspondant à la position des éléments d'étanchéité annulaires dans la position de distribution du robinet à bille, Dans les figures les éléments identiques sont désignés par les mêmes références. Sur la figure 1, on voit que l'élément d'étanchéité en forme de piston annulaire 3 est logé dans une rainure annulaire du bottier 2 du robinet à bille et se trouve dans la position de travail sur la surface sphérique 1 munie d'un perçage sphérique la t Le contact étanche de l'élément d'étanchéité 3 contre le bottier 2 du robinet à bille est assuré par exemple par un joint annulaire 4 sur la face extérieure et sur la face intérieure de la partie cylindrique0 La pré-contrainte ou pré-tension est éta- blie par des éléments à ressort 5 tandis que le perçage 6 établit la liaison avec le dispositif de réglage proprement dit qui est relié, par l'intermédiaire du perçage 7, au passage 2a ménagé dans le bottier.Les références 8a et 8b désignent respectivement les sièges de soupape inférieur et supérieur pour le cône de soupape inférieur 9a et le cône de soupape supérieur 9b ; un piston 10, muni d'éléments d'étanchéité, forme un bloc unitaire avec les cônes de soupape supérieur et inférieur, et est maintenu en permanence, par le ressort de pression 11, dans la position qui établit un contact étanche entre le cône de soupape supérieur 9b et le siège de soupape supérieur 8b. Le raccord de pression 12 pour l'élément de réglage établit la liaison avec un générateur d'impulsions du système d'entraînement B du robinet à bille; le perçage d'évacuation 13 communique avec l'atmosphère O ou avec un réservoir d'équilibrage où la pression est pratiquement nulle. Dans cette position, la face arrière de l'élément d'étanchéité 3 est chargée en permanence par l'agent transporté A et la pression supplémentaire correspond à la différence F1 moins F2. L'expérience a montré qu'il s'établissait une pression sur la surface d'appui de l'élément d'étanchéité 3 sensiblement dans le premier tiers. La figure 2 représente les mêmes éléments que ceux mentionnés ci-dessus dans la position de distribution du robinet à bille, ctest-à-dire que par l'intermédiaire du mécanisme décrit, le piston 10 est chargé par la pression B, par l'intermédiaire de la conduite 12, laquelle pression est supérieure à la force du ressort ce qui amène le cône de soupape inférieur 9a en contact étanche avec le siège de soupape inférieur 8aO Simultanément, la face arrière de l'élément d'étanchéité 3 est mise en 'commnnication temporairement avec l'atmosphère C ou avec le réservoir d'équilibrage, par l'intermédiaire du perçage 13; l'élément d'étanchéité 3 tend alors à vaincre la pré-contrainte de 1 'élément à ressort 5 et à venir dans la position extr8me, De ce fait, la surface sphérique 1 est totalement libre et la bille peut être déplacée librement sans que ltélément d'étanchéité 3 exerce des forces de frottement. Lorsque la position extrême de la bille est atteinte, la charge de pression B disparate ce qui permet au piston 10 de reprendre sa position de repos sous l'action du ressort 11; le perçage d'évacuation 13 étant fermé, la face arrière de ltélément d'étanchéité 3 est chargée par la pression A et le robinet à bille se trouve de nouveau dans sa position de travail antérieure. Naturellement l'élément de réglage comportant un siège de soupape et des éléments semblables peut être réalisé avec des pistons de commande et des fentes de commande. Bien que l'invention ait été décrite en se référant à une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple on peut y apporter différentes modifications sans sortir du cadre de l'invention. O'est ainsi que la double soupape 9a-9b peut outre commandée hydrauliquement ou pneumatiquement par l'agent transporté A ou encore électromagnétiquement ou au moyen d'un moteur électrique. - REVENDICATIONS 1.- Système de réglage pour des robinetteries comportant un élément d'arrat sphérique (1), conique ou cylindrique, caractérisé par le fait que l'élément d'étanchéité (3) en forme de piston annulaire et se trouvant dans une rainure annulaire, peut être chargé sur sa face arrière par la pression de 11 agent transporté (A) pour augmenter la pré-contrainte, ou peut entre ramené en arrière par la différence de pression (F1 moins F2), pour s'écarter de l'élément d'arret (1), du fait que sa face arrière est mise en communication avec l'atmosphère (C) ou avec un réservoir d'équilibrage correspondant Eh la pression est pratiquement nulle, grâce à un dispositif de réglage dépendant de la commande du système d'entratnement respectif (3). 2.- Système suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de réglage dépendant du système d'entratnement est commandé hydranliquement ou pneumatiquement par la pression de l'agent transporté (A) ou encore électromagn6- tiquement ou au moyen d'un moteur électrique. 3. Système suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de réglage comporte des organes d'étanchéité (9a, 9b) en forme de soupapes, ou que les fonctions de commande sont réalisées par l'intermédiaire de pistons de commande et de fentes de commande. 4.- Système suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments d'étanchéité (3) en forme de pistons annulaires possèdent des joints d'étanchéité (4) se trouvant sur la face intérieure et la face extérieure, dans leurs rainures annulaires. 5.- Système suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments d'étanchéité (3) sont soumis à une précontrainte par des éléments à ressort (5).