Brevet FR2323937A1 — publié le 19770408

Gn a propose, antérieurement, pour régler la circulation d'un fluide, des robinets utilisant un excès de course d'une manette au-delà de celle nécessaire pour ouvrir ou fermer le canal de circulation afin d'exercer une force de compression sur un obturateur élastique de manière à le dilater contre les parois environnantes pour former une étanchéité. Un tel robinet est décrit dans le brevet américain N" 3 260 498.Bien que ces robinets soient avantageux en ce qu'ils permettent d'éliminer les joints, les garnitures etc.., ils ont le défaut que la compression de leur obturateur produit un fluage de matière dans les ouvertures du canal de circulation, rendant ainsi très difficile l'ouverture du robinet et, en fait, dans beaucoup de cas, détruisant ce dernier en le déchirant, du fait que les parties de cet obturateur qui ont été refoulées dans le canal du robinet sont cisaillées ou arrachées en passant devant les bords de celui-ci. Le but de la présente invention est de fournir un robinet à soupape comportant un obturateur élastique expansible qui, quand les forces de compression cessent, se rétracte suffisamment pour pouvoir etre extrait facilement du canal de circulation, en ouvrant le robinet sans dommage; de plus, cet obturateur peut aussi etre comprimé dans la direction opposée lors de la fermeture du robinet et vient alors I'appliquer étroitement contre son siège en réalisant l'étanchéité du canal de circulation. Ceci est réalisé dans un robinet comportant un obturateur élastique monté à glissement transversalement à la direction du canal de circulation afin d'ouvrir et de fermer celui-ci et qui comporte des moyens d'expansion comprenant deux éléments rigides confinant une partie de ltobturateur entre eux, l'un de ces éléments rigides étant encastré ou noyé dans l'obturateur,tandis que l'autre est espacé axialement du premier, le long de la tige qui est reliée au premier élément, des moyens étant prévus pour solliciter ces éléments rigides l'un vers l'autre en comprimant la partie formant joint de l'obturateur entre eux, en dilatant cette partie, mais dans une r-ion seulement de 11 obturateur. De plus, le mouvement de l'élément rigide encastré à l'opposé du second élément rigide a pour conséquence de comprimer et de dilater une partie différente de l'obturateur, ce qui permet de réaliser l'étanchéité de ltobturateur aussi bien en position d'ouverture que de fermeture. En variante, l'obturateur pourrait être étanche dans la région du canal de circulation en tournant les moyens de sollicitation dans la direction opposez. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel Fig. 1 est une coupe verticale schématique, à travers un robinet à soupape conforme à l'invention, Fig. 2 est une vue en élévation de ce robinet, Fig. 3 est une vue en coupe de l'obturateur et des moyens de dilatation de celui-ci, à l'état non comprimé, Fig. 4 est une vue analogue à la figure 3 montrant cer tains régions de l'obturateur dilatées, Fig. 5 est une vue en coupe d'un mode de réalisation de 1' obturateur, Fig. 6 est une vue en plan de celui-ci, Fig. 7 est une vue en coupe de l'élément encastré, Fig. 8 est une vue en plan de celui-ci, Fig. 9 est une vue en plan de la figure 8, Fig. 10 est une vue semblable à la figure 4 illustrant une modification, Fig. Il est une vue en plan de celle-ci, Fig. 12 est une vue en coupe d'une partie de l'élément encastré de la figure 8, Fig. 13 est une vue illustrant un couvercle pour l'élément encastré de la figure .10, Fig. 14 est une vue en plan de la figure 13, Big. 15 est une vue analogue à la figure 4 illustrant une seconde modification, Fig. 16 est une vue en plan de l'élément encastré dans l'obturateur de la figure 15, Fig. 17 est une vue en coupe suivant la ligne 17-17 de la figure 16, Fig. 18 est un plan par dessous de celle-ci, Fig. 19 est une vue en coupe suivant la ligne 19-19 de la figure 20 illustrant la matière élastique de l'obturateur, Fig. 20 est une vue analogue à la figure 1 montrant une autre variante, le robinet étant fermé, rig 21 est une vue en coupe suivant la ligne 21-21 de i figure 20, v 2 st une vue du robinet de la figure 20 illustrant sa construction avec un couvercle de Téflon, et whig. 23 montre l'obturateur dilaté. En se référant aux figures 1 et-2, qui illustrent le principe général de la présente invention, on voit un corps de robinet 'a soupape 10 comportant des raccords 12 et 14 permettant de relier celui-ci à des tuyauteries, etc.., un élément vertical fileté 15 qui s'engane dans un capuchon taraudé 18 et qui comporte une tige 20. La tige 20 traverse une manette ou un bouton 22 et se termine par une extrémité filetée destinée à recevoir un écrou 24, une rondelle élastique 26 étant disposée sous ce dernier A l'extrémité inférieure de la tige 20 est fixé un obturataur élastique 28 qui, dans le cas représenté, est cylindrique. Le capuchon 18 est vissé sur uhe douille filetée 29 qui constitue une butée 30 pour la rondelle rigide ou autre 32 contre laquelle vient buter l'obturateur 28. En se référant maintenant aux figures 5 a' 8, on voit que dans l'obturateur élastique 28 est noyé un godet perforé inversé 34. Ce godet comporte un fond perforé 36 qui est rivé à l'extrémité inférieure de la tige 2C. Le fond perforé du godet inversé 34 est espacé de la face supérieure plate 38 de l'obturateur contre laquelle s'applique la rondelle rigide 32 et on voit que ces éléments sont relativement proches les uns des autres, comparativement àlobturateur connu. Les perforations Permettent à la matière élastique de l'obturateur de réaliser une excellente liaison mécanique avec la tige 20. On voit au'en tournant l'écrou 24 dans la direction de la flèche de la figure 4, l'obturateur 28 ne se dilate que dans la région indiquée en 39 sur cette figure. Quand ceci a été fait, alors que l'obturateur est dans la position représentée sur la figure 1, le renflement 39 résultant s'applique étroitement contre la paroi intérieure 40 du loqement de l'obturateur en réalisant ainsi une étanchéité complète dans la région de la tige. D'autre part, l'obturateur neut être facilement rétracté et ne risque 03S autre cisaillé ou abîmé d'une autre manière, comme cela aurait été le cas s'il s'était a?Diiqué contre les tords vifs délimitant la partie inférieure des parois dans la région 40 sur la figure 1. Selon une particularité de l'invention, on dilate l'oL- turateur comme il vient autre décrit avant de ''mtroduire dans le robinet, ce qui permet de l'ajuster avec une précision raisonnable afin que l'obturateur réalise, constamment, l'étanchéité outil soit ouvert, fermé ou dans une position Intermédiaire, l'appareil pouvant ordre facilement ouvert ou fermé au moyen de la manette 22, sans au'il soit nécessaire de régler l'expansion de l'obturateur dans la région-39 de la figure 4 et sans changer la Position de l'écrou. En se référant maintenant aux figures 9 à 13, on voit un obturateur de robinet qui est adapté à etre utilisé dans des installations où la pression est plus élevée que dans le cas de llobturateur de la figure 5 du fait outil comporte un godet encastré qui est rivé à la tige 20' à l'extrémité inférieure de l'obturateur en 42. Ce godet comporte un couvercle perforé 44 à son extrémité superieure et on voit qu'il forme ainsi une sorte de boite complétement fermée.Dans ces conditions, la tige 20t peut etre déplacée vers le bas en comprimant la base de l'obturateur dans le fond de la chambre qui le renferme et pour le dilater dans la région 46,46 de la figure 1, ainsi que dans la région des canaux de circulation 48, 48 formant ainsi un joint dans les deux directions quand l'obturateur est fermement pressé contre son siège. En se référant aux figures 14 à 19, on voit un dispositif pour une installation à très haute pression. Dans ce cas, l'obturateur est très différent des précédents, sa tige 20" comportant un rivet semi-tubulaire 50 qui en fait partie et qui, de son c8té, sert à fixer un élément rapporté 52, comme le montre clairement la figure 15. L'élément 52 comporte, à sa base, des fentes en croix 54, 54 et des fentes latérales longitudinales, cylindriaues de préférence 56, 56. Les fentes 54 et 56 sont remplies avec une matière élas tique qui s'étend à l'extérieur de celles-ci comme indiqué sur les figures 14 et 18 en 60, 60. Ainsi, on voit que cette matière élastique est appelée à venir au contact des parois de la chambre de l'obturateur de tous côtés et à s'appliquer contre le fond et contre la rondelle rigide 32, Figure 1 au sommet, cette dernière étant in'laquée en 62 sur la figure 15; elle est équivalente aux surfaces plates internes 36' de la figure 5 et 44' de la figure 10. Dans le cas présent, l'action est sensiblement la meme oue celle décrite plus haut, mais le fait est que la matière élastique produit un joint à la base, suivant deux directions, de sorte que auelle que soit la direction dans laquelle l'ont rateur tourne, il forme une étanchéité à la base. La matière élastique s'étend vers l'extérieur, comme en 50, 60 en s'appliquant contre les parois latérales de la chambre de l'obturateur, en les étanchant dans toutes les directions. En meme temps, le renflement de cette matière dans la région 39 ae la figure 4 est réalisé en tournant l'écrou 24" dans la direction qui convient. Les figures 20 à 23 illustrent une variante d'exécution de l'appareil des figures 14 à 19. Un godet inversé 70 a une base 72 qui est reliée à la tige 74 par un moyen quelconque, comme en 76 et cette liaison comprend une plaquette 78 extérieure à la base 72. Le godet est fendu longitudinalement en plusieurs points 80, circonférentiellement espacés et est fileté intérieurement. Une matière élastique est moulée sur cet ensemble afin de former un obturateur remplissant le godet, passant à travers les fentes 80, comme en 82, figure 21 et incluant un fond bombé 84 et un bloc supérieur plein 86. Une rondelle 88 s'applique contre le bloc 86 et au moyen de la tige 78 Provoque une dilatation de celui-ci de façon qu'il s'applique contre les parois de la cavité 90 du corps du robinet en réalisant l'étanchéité de celui-ci. Ceci peut etre préréglé au moyen de l'écrou 92. La manette 94 fait monter et descendre la vis 96 afin d'ouvrir et de fermer le robinet. Sur la figure 23, la matière élastique 82 des fentes 80 est rétractée par rapport au godet et le dôme 84 est pas sous pression, Quand le robinet est fermé comme sur la figure 20, le dbme 84 est comprimé et aplati et la matière élastique est repoussée à l'extérieur en 82, 82 et vient s'appliquer étroitement contre les parois du corps du robinet en 98, le long des lignes définies par la matière 82 et les fentes 80. Ceci a pour effet de fermer hermétiquement le robinet de tous cotés, d'une manière analogue à celle de la variante des figures 14 à 19. Bien entendu, l'invention n'est pas limite au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représenté, on pour ra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1" - Robinet à soupape qui comprend un corps possédant un canal de circulation, une chambre s'étendant transversalement ce canal et coupant celui-ci et un orifice à l'une des extré mités de ladite chambre, un obturateur mobile dans cette chambre pour ouvrir et fermer ledit canal de circulation et une manette reliée audit obturateur pour déplacer celui-ci, ledit obturateur comprenant une Liure s'étendant à travers ladite chambre ou ledit orifice, l'une des extrémités de cette tige étant logée dans ladite chambre, tandis que l'autre est reliée à ladite manette un obturateur fixé à l1une des extrémités de ladite tige, ledit obturateur pouvant glisser dans ladite chambre pour ouvrir et fermer ledit canal de circulation, cet obturateur étant formé par une matière compressible et élastiquement expansible, ledit obturateur ayant une partie d'étanchéité logée dans ladite chambre, entre ledit canal de circulation et ledit orifice du corps du robinet et des moyens pour expanseur ladite partie d'étanchéité de façon à la presser contre ladite chambre afin de former un joint étanche au fluide dans celle-ci. 2" - Robinet à soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'expansion de ladite partie d'étanchéité comprennent deux éléments rigides, le premier de ces éléments étant encastré ou noyé dans ledit obturateur et relié à l'extrémité de ladite tige, tandis que le second élément rigide est espacé axialement du premier, le long de ladite tige et peut se déplacer indépendamment de cette dernière, lesdits éléments rigides confinant entre eux ladite partie de l'obturateur, des moyens étant prévus pour solliciter lesdits éléments rigides l'un vers l'autre de manière à comprimer ladite partie dtétanché- ité entre eux afin de la dilater et de la presser ainsi contre ladite chambre. 3 - Robinet à soupape selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits moyens de sollicItation comprennent un ressort interposé entre le second élément rigide et un épaulement de la tige de l'obturateur, cet épaulement et cet élément rigide étant espacés de manière à comprimer le ressort entre eux. 40 - Robinet à soupape selon la revendication 1 car acté- rrsé an ce que lesdits moyens con rennent un élément interne encastré dans 11 obturateur et un élément de pression externe au contact de la tige de i'obturateur, 59 - Robinet à soupape selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément interne comprend un godet perforé dont le fond est fixé à la tige de l'obturateur. - - Robinet à soupaPe selon la revendication 5, carac- trisé en ce que ledit godet est ouvert dans la direction opposée à l'élément de pression. 7" - Robinet à soupape selon la revendication 4, caractérisé en ce que 11 élément interne encastré a la forme d'une botte perforée. 8" - Robinet à soupape selon la revendication 7, caractérisé en ce que cette boîte entoure pratiquement la matière de l'obturateur et est elleemême enfermée dans celui-ci0 9" - Robinet à soupape selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément encastré interne comporte des moyens pour maintenir la matière de l'obturateur, à l'extérieur de luimême, au contact de la paroi de la chambre et suivant une direction transversale à la direction de circulation. 100 - Robinet à soupape selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une partie de la matière extérieure de l'obturateur s'étend sur la base de l'élément encastré. 110 - Robinet à soupape selon la revendication 10, caractérisé en ce que la matière de l'obturateur située sur la base de 11 élément encastré a la forme d'une croix. 120 - Robinet à soupape selon la revendication 9, caractérisé en ce que la matière de l'obturateur qui s'étend à l'extérieur de l'é'4ment encastré a la forme de renflements semicylindriques saillants 13 - Robinet à soupape qui comprend un corps possédant un canal de circulation, une chambre s1 étendant transversalement à ce canal et coupant celui-ci, un obturateur mobile dans la chambre pour ouvrir et fermer le fanal de circulation, une tige pour déplacer cet obturateur, ledit obturateur comprend un élément métallique incluant une paroi latérale et des moyens reliant cet élément métallique à ladite tige, des moyens formant des fentes longitudinales -espacées dans ladite paroi latérale, lesdites fentes s'étendant transversalement audit canal de circula tion et une matière élastique dans ledit élément métallique, cette matière élastique s'étendant dans lesdites fentes et à l'extérieur dudit élément métallique à 11 extrémité de cellesci opposée à la tige, ce qui fait que la matière élastique extérieure vient au contact du fond de la chambre quand l'obturateur se déplace pour fermer le robinet, exerçant une pression sur celui-ci, et sur la matière élastique de l'élément métallique, ladite matière élastique étant ainsi refoulée vers ltex- térieur, par rapport auxdites fontes au contact des parois de ladite chambre. 140 - Robinet à soupape selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite matière élastique comporte une partie s'étendant à ltextérieur dudit élément métallique, à l'extrémité de celui-ci voisine de la tige, et des moyens pour dilater la matière élasticue dans cette dernier région, au contact des parois de la chambre. 15 - Robinet à soupape selon la revendication 14, caractérisé en ce que ces derniers moyens sont indépendants des moyens d'ouverture et de fermeture du robinet