Brevet FR2314416A1 — publié le 19770107

La présente invention concerne une valve de strette perfec tonnée, destinée notamment à équiper les etançons hydrauliques des soutènements utilisés dans les mines. On sait qutune telle valve a pour but de permettre aux vérins hydrauliques constituant les étançons de se rétracter pro gressivement au fur et à mesure de l'augmentation de la charge qui leur est appliquée. Cette charges en augmentantt engendre une élévation de la pression du fluide hydraulique. Lorsque la pression devient supérieure à une valeur prédéterminée, la valve s'ouvre un court instant pour laisser fuir une certaine quantité de fluide, et les étançons se rétractent suffisamment pour que leur charge diminue, ainsi que la pression du fluide. Pour réaliser cette fonction, on contact des valves compre nant une membrane élastique obturant un siège pour retenir le fluide hydraulique sous la pression d'un système élastique cons titubé, par un coussin gazeux sous pression. Cette membrane sépare donc le fluide hydraulique du gaz qui est directement à son contact de part et d'autre. Ces valves présentent des inconvénients. En effet, si la membrane clastique se détériore n vieillissant, le fluide hydrau- lique peut dit7fusyr à l'intérieur du coussin gazeux qui perd alors toute son élasticité. La valve ne peut plus s'ouvrir pour la pression limite prévue, et il peut en résulter une élévation de pression considérable dans 1' étançons provoquant parfois son éclatement. La sécurité des mineurs est donc gravement compromi- se. Cette aît4ration des caractéristiques de la valve est d'au tant plus dangereuse quelle n'est pas visible lorsque la valve est montée sur 11 étançon. I1 faut enfin généralement opter pour un compromis en ce qui concerne la matière composant la membrane élastique, car les matières élastiques qui s'appliquent le mieux pour étancher respectivement le fluide hydraulique et le gaz du coussin ne sont pas les mêmes. La présente invention a pour but de réaliser une valve de sbreté perfectionnée qui evite tous ces inconvénients. Une valve de saleté suivant l'invention, notamment pour les étançons de mines, comprend un corps rigide creux à l'intérieur duquel se trouve un organe obturateur de révolution rappelé élastiquement en position de fermeture entre une canalisation d'arrivée de fluide sous pression et un orifice de sortie dudit fluide grâce à un coussin gazeux sous pression et est caractérisée en ce que l'organe obturateur est constitué par deux joints souples qui sont respectivement situés le premier en regard du fluide sous pression, le deuxième en regard du coussin gazeux, et qui sont séparés l'un de l'autre par une barrière métallique rigide de révolution. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'inventions la barrière métallique rigide est en forme de pastille. Suivant une variante de l'invention, la barrière métallique rigide est en forme de doigt de gant, sa face convexe étant si tuée vers le deuxième joint tandis que sa face concave est située contre le premier Joint. Suivant une caracteristique supplémentaire-de l'invention, la canalisation d'arrlvoe de fluide sous J-cesion se termine par un tube engagé à l'intérieur d'un trou borgne du premier joint, spn orifice étant de plus obturé par une bille serrée entre le tube et le fond du trou borgne. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, le corps de valve comporte un orifice de sortie supplémentaire distinct de l'orifice de sortie principale et qui s'ouvre au droit d'une gorge prevue vers le milieu de la surface cylindrique extérieure de la barrière métallique en contact direct avec le corps de la valve, si bien qu'en cas de détérioration du premier Joint, le fluide s'écoule par l'orifice de sortie supplémentaire mais le coussin gazeux conserve toute son élasticité. Suivant une caractéristiQie sunplémentaire de l'invention, le premier et le deuxième joints sont composés de matières diefé- rentes et compatibles respectivement avec le fluide hydraulique et le gaz du coussin. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques da l'invention. Figure 7 est à titre d'cserflle, une section transversale qui montre la taille d'une line dont une pile de soutènement utilise une valve suivant l'invention. Figure 2 est une vue en section axiale longitudinale d'une valve suivant l'invention. Figure 3 est une vue agrandie montrant l'organe obturateur de la valve de la figure 2. Figure 4 est une vue an section axiale longitudinale d'une valve suivant une variante de l'invention Figure 5 est une vue agrandie contrat ltorgane obturateur de la valve de la figure 4. La figure 1 représente la taille d'une mine'avec le front 2 et le toit 3 qu'on soutient à l'aide du chapeau 4 d'une pila 5 grâce à des vérins de maintien ou étançons 6 dont les extrémités à rotule prennent appui entre la flèche 7 et la semelle 8 de la pile 5. on sait que, pendant que les ouvriers de la mine travaillent à creuser le front 2 en évacuant le charbon par le convoyeur 9, la charge des terrains sur la pile introduit des efforts croissants sur les étançons , qui sont verrouillas hydrauliquement par un,ou plusieurs, clapet anti-retour piloté (CARP) ce qui en tratne une augmentation de la pression de ces étançons. Pour limiter cette pression, l'étançon 6 se rétracte, ce qui nécessite une fuite contrôlée de fluide hydraulique réalisée au moyen d'une valve de sûreté, ou de coulissement. On a représenté sur la figure 2 une valve suivant ltinven- tion comprenant un corps rigide creux 10 renfermant un coussin 11 d'azote sous pression et un organe obturateur de révolution comprenant un premier joint 12, un deuxième Joint 13, et une barrière métallique rigide 14 séparant les deux Joints. Le corps 10 est obturé par une texte 15 perche axialement d'une canalisation 16 pour ltarrivée du fluide sous pression du circuit hydraulique des étançons 6. La canalisation 16 eo:Lmuni- que hermétiquement avec une aiguille 17 enfilée et étanchée dans la tête 15 et pénétrant dans le corps 10. L'une dc faces du Joint 12 comporte un trou borgne axial 19 (fig. 3) recevant l'extrémité de l'aiguille 17. Une bille 20 est logée entre le fond du trou 19 et l'embouchure de l'aiguille 17. La barrière métallique 14 est en forme de pastilles et sa surface extérieure cylindrique en contact avec le corps O est creusée d'une gorge centrale 2' en face de laquelle débouche un orifice de sortie 22 du corps 10. our sa périphérie sont dispos sées quelques encoches 30 de passage de fluide. Le joint 13 coorte une livre arrima 23 qui s'applique devant un orifice 24 du corps I or le remplissage du coussin 11 en azote. Le corps 10 comporte enfin, au droit de la- tête 1; des orifices radiaux 25 qui sont les orifices classiques de sortie du fluide. Un espace annulaire 18 entre la tête 15 et l'aiguille 17 permet le passage du fluido, ainsi que des-tro.s radiaux 118. Le fonctionnement est le suivant. En marche normale, dès qu'unie surpression apparats à l'inté- rieur de la canalisation 15 le coussin gazeux 11 est légèrement comprimé pour permettre un déplacement axial de l'organe obturateur12-13-14, le fluide hydraulique s'échappant de l'aiguille 17 soit en e:upruntant l'espace 18 et les trous t18 soit en se fan- filant entre la texte 13 et le joint 12 puis entre la tête 15 et le corps 10 avant de gagner les orifices 25. A l1usage, il peut arriver que le joint 12 se détériore, il se crée alors un passage 26 par lequel le fluide en surpression traverse le joint 12 jusqu'à atteindre la barrière 14. Le fluide gagne ensuite la périphérie de cette barrière Bor finale ment passer par les encoches de passage entre la barrière et le corps 1 puis remplir la gorge 21 et s'échapper par l'orifice de sortie 22. Une fuite de fluide par l'orifice 22 est un signe de dété- rioration facilement visible de l'extérieur sans- aucun démontage. Le fait d'avoir deux joints distincts en contact respectivenient avec l'azote et avec le fluide hydraulique présente lwavan- tage d'adapter de façon prise la compatibilité de chacun des deux joints 12 et 13 en choisissant des matières différentes. On a représenté sur les figures 4 et 6, une valve suivant une variante de l'invention, qui diffère uniquement de celle des figures 2 et 3 par la forme particulière de son organe obtura tueur. Cet organe obturateur comprend une barrière métallique 26 qui s'étend en forme de doigt de gant vers le coussin 11. Il est entouré par un premier joint 27 et un deuxième joint 28 qui épousent cette forme de part et d'autre, tandis que l'aiguille 17 est légèrement prolonge peur pénétrer au centre de la forme en/doigt. Le fonctionnement de cette variante de réalisation, illustré sur la figure 5, est identique au fonctionnement déjà expos ci-dessus REVENDICATIONS 1. Valve de rareté nos moment pour étançons de mine, comprenant un corps rigide creux à l'int--rieur duquel un organa obturateur de révolution est rappelé élastiquement en position de fermeture entre une canalisation d'arrivée de fluide sous pression et un orifice de sortie dudit fluide grace à un coussin gazeux sous pression, et caractérisée en ce que l'organe obturateur est constitué par deux joints souples qui sont situés respectivement le premier en regard du fluide sous pression, le deuxième en regard du coussin gazeux, et qui sont séparés l'un de l'autre par une barrière métallique rigide de révolution. 2. Valve de sbreté suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la barrière métallique rigide est en forme de pastille. 3. Valve de streté suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la barrière métallique rigide est en forme de doigt de gant, sa face convexe étant située contre le deuxième joint, tandis que sa face concave est située contre le premier joint. 4. Valve de sûreté suivant l'une quelconque des revendica tions précédentes, caracterisée en ce que la canalisation dtarri- vée de fluide sous pres3ion se termIne ver un tube ou aiguille engagé à l'intérieur dtun trou borgne du premier Joint, son orifice ce étant de plus obturé par une bille serre entre le tube et le fond du trou borgne. 5. Valve de sûreté suivant l'unc quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de valve comporte un orifice de sortie supplémentaire distinct de l'orifice de sortie normale, et qui s'ouvre au droit d'une gorge prévue vers le milieu de la surface cylindrique extérieure de la barriè- re métallique en contact direct avec le corps de la valve, si bien qu'en cas de détérioration du premier joint, le fluide s'écoule par ltorifice de sortie supple:rentaire mais le coussin gazeux conserve toute son élasticité. 6. Valve de sdreté suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que le premier et le deuxième joints sont composés de matières différentes et compatibles respectivement avec le fluide hydraulique et le gaz du coussin.