Brevet FR2342442A1 — publié le 19770923

La présente invention concerne des opercules de vannes à bordure flexible. Actuellement,toutes les vannes à sièges parallèles et tous les clapets existants sont munis d'opercules dont la forme de base est celle d'un disque circulaire à épaisseur constante,tandis que les vannes à coin flexible comportent un opercule constitué de deux disques épais reliés par un pédoncule central permettant une certaine flexibilité entre les deux disques.Pour tous ces types de vannes, le bord des opercules est épais et cette épaisseur croit en fonction de la pression de service de la vanne. I1 arrive fréquemment que des vannes montées sur des circuits haute pression soient soumises à des pressions différentiel- les relativement faibles et doivent tout de mgme continuer à assurer une bonne étanchéité. De telles conditions d'utilisation des vannes posent bien souvent des problèmes . En effet, il est bien connu, qu'un des facteurs de l'étanchéité obtenue est l'6tat des surfaces en contact, c'est-8-dire l'état de surface du siège et de ltopercule. Or, les vannes montées dans des circuits haute pression sont, soumi- ses à des pressions élevées telles qu'il y a apparition de légères déformations des corps et notamment des sièges. Il en résulte que, pour des pressions différentielles élevées, les opercules se déforment suffisamment pour qu'avec un bon état des surfaces en contact l'étanchéité soit assurée. Par contre,pour de faibles pressions différentielles, cette deformation ne se produit pas et la vanne fuit. Ce problème est ai fréquent que,généralement lors d'un con frôle de matériel de qualité,les services de contrôles concernés font porter leur attention surtout sur les essais à faible pression différentielle,en particulier avec de l'air comprimé. L'invention a pour but de pallier les inconvénients des vannes connues en prévoyant de rendre plus souple la bordure de l'opercule,et notamment en réalisant une saignée dans l'épaisseur périphérique de l'opercule. L'invention a donc pour objet'un opercule de vanne destiné à être en contact avec un siège de vanne ou clapet et ayant la forme générale d'un disque, caractérisé en ce qu'il comporte une saignée dans l'épaisseur périphérique dudit disque de manière à assurer un contact flexible entre l'opercule et le siège par une lèvre périphérique. Ltinvention a aussi pour objet un opercule de vanne destiné à être en contact avec un siège de clapet ayant la forme générale d'un disque comportant une bordure périphérique amincie formant une lèvre. D'autres caractéristiques et avantages seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: Fig.l est une demi-vue en coupe d'une vanne à siègesparallé les, munie d'un opercule selon l'invention; Fig.2 est une demi-vue en coupe d'une vanne à coin flexible munie d'un opercule selon l'invention. Fig.3 est une vue en coupe d'un clapet à battant libre,muni d'un opercule comportant une saignée périphérique selon l'invention. Fig.4 est une vue en coupe d'un clapet à battant libre muni drun opercule comportant une lèvre périphérique selon l'invention. Telle que représentée sur la figure l,la vanne est à sièges parallèles. Le corps de vanne 1 est muni d'un siège 2 en matériau approprié agencé pour recevoir un opercule de vanne,de manière que l'étanchéité en position de fermeture soit obtenue par appui des portages parallèles dudit opercule 3 sur les sièges 2. L'opercule de vanne 3 selon l'invention a la forme générale d'un disque comportant une saignée périphérique 4. La saignée 4 est une gorge annulaire dont les faces en regard 5 et 6 ont des pentes dissymétriques. La face supérieure 5 est sensiblement parallèle aux surfaces 7 et 8 de l'opercule 3 tandis que la face 6 de la saignée 4 fait un angle d'environ 300 avec la surface inférieure 8 de l'opercule 3. Une telle configuration de la saignée entratne une dissymétrie des lèvres supérieure et inférieure 9 et 10 de l'opercule 3, la section radiale périphérique de la lèvre 10 étant plus étroite que la section radiale périphérique de la lèvre supérieure 9. La profondeur de la saignée 4 est telle que le diamètre du fond de saignée est inférieur au diamètre de contact entre siège et opercule. Les agencements tels que décrits ci-dessus confèrent à opercule selon l'invention une bordure particulièrement flexible et souple permettant ainsi à l'opercule d'assurer une bonne étanchéité aussi bien à haute pression qu'à basse pression. La figure 2 illustre une partie d'une vanne à coin flexible. Le corps de vanne 21 comprend un siège 22 dont la surface est inclinée par rapport à l'horizontale,c'est-à-dire que les portages de l'obturateur sur ceux du corps sont obliques. L'opercule de vanne 23 est circulaire et comporte une surface supérieure 27 horizontale et une surface inférieure 28 inclinée par rapport à la surface 27 d'un angle sensiblement égal à l'angle existant entre la surface du siège 22 et l'horizontale L'opercule comporte une saignée périphérique circulaire 24 située approximativement dans un plan parallèle à la surface inférieure 28 de l'opercule. La saignée 24 ou gorge a une profondeur telle que le diamètre du fond de saignée est inférieur au diamètre de contact entre siege et opercule. Les faces en regard 25 et 26 de la saignée sont agencées de façon que la lèvre inférieure 12 ait une section plus étroite que la section de la lèvre supérieure 15. La configuration particulière de cet opercule pour vanne à coin flexible distingue nettement les vannes à coin flexible connues , telles que mentionnées plus haut,des vannes à coin flexible selon l'invention. En effet, les vannes connues comportent un opercule ayant une flexibilité globale d'un côté de l'opercule par rapport à l'autre coté tandis que l'opercule selon }'invention assure une bonne flexibilité de la bordure elle-mssme et permet ainsi une nette amélioration de 11 étanchéité à basse pression. Dans les deux types de vannes illustrées sur les figures 1 et 2, c'est-à-dire vanne à sibgesparallèles et vanne à coin flexible, le diamètre extérieur de l'opercule est généralement utilisé pour le guidage de l'ensemble obturateur tout au long de sa course. Lorsque l'opercule est utilisé comme surface de guidage le long de la course de manoeuvre, on peut prévoir que le diamètre extérieur de la lèvre (reposant sur le siège de vanne) est légèrement inférieur au diamètre extérieur du disque, ce qui constitue ainsi une certaine protection de la lèvre contre les chocs. La figure 3 illustre un clapet à battant libre. Le corps de vanne 31 est muni d'un siège 32 sur lequel repose un opercule 33 selon l'invention actionné par un battant 40 monté oscillant autour d'un axe d'articulation 41. L'opercule 33 a la forme générale d'un disque comportant une saignée périphérique 34. La saignée 34 ou gorge annulaire est profonde,le diamètre du fond de saignée étant inférieur au diamètre de contact entre siège et opercule. L'existence de cette saignée 34 permet en bordure de l'opercule la présence de deux lèvres 35 et 36 à bords parallèles et confère à ladite bordure de l'opercule une très bonne flexibilité et souplesse. L'opercule 33 est fixé par un axe de clapet au battant articulé 40 par l'intermédiaire d'un moyen connu tel que vis et boulon 38. Le battant 40 est articulé et peut tourner autour. de l'axe 41 de façon à soulever et séparer l'opercule 33 de son siège 32. La figure 4 illustre un clapet à battant libre muni d'un opercule selon l'invention. L'opercule 43 a la forme générale d'un disque dont la bordure périphérique est amincie et constitue une lèvre 46. La lèvre repose sur le siège 42 du corps de vanne 41. Un opercule ne comportant pas de saignée (tel que l'opercule 43 figure 4), est un mode de réalisation préféré d'opercule pour clapet par rapport à un opercule comportant une saignée (opercule 33 de la figure 3). En effet, comme la saignée prévue dans la bordure périphérique d'un opercule selon l'invention exige un usinage assez difficile et coûteux et que pour un clapet ctest le bras qui détermine la trajectoire de l'opercule sans aucun guidage extérieur, il suffit de simplifier l'exécution de l'opercule selon l'invention en prévoyant un rebord périphérique aminci formant une lèvre. Les différentes possibilités de configuration d'un opercule selon l'invention,ctest-à-dire la la profondeur de la saignée, la position du contact siège/opercule par rapport au diamètre extérieur et au diamètre de fond de saignée,la forme de la lèvre d'oper cule,notamment la forme de sa section radiale,sont autant de paramètres sur lesquels il est possible de jouer pour modifier le comportement de l'opercule selon les conditions d'utilisation envisagées et selon les résultats d'expérimentation. L'opercule selon l'invention assure non seulement une bonne étanchéité en se déformant et épousant les déformations élastiques des surfaces de sièges dues aux effets de la pression sur les formes plus ou moins dissymétriques des corps, mais aussi prolonge la durée de la bonne étanchéité initiale d'une vanne neuvre grâce à la flexibilité de la bordure d'opercule qui permet une souplesse de forme assurant l'étanchéité meme en présence d'une usure des surfaces de sièges non régulière. -REVENDICATIONS- 1. Opercule destiné à Entre en contact avec un siège de vanne ou clapet et ayant la forme générale d'un disque, caractérisé en ce qu'il comporte une saignée dans 11 épaisseur périphérique dudit disque de manière à assurer un contact flexible entre l'opercule et le siège par une lèvre périphérique. 2. Opercule selon la revendication l,Caractérisé en ce que le diamètre extérieur de la lèvre périphérique est inférieur au diamètre extérieur du disque. 3. Opercule selon Itune des revendications 1 ou 2,caractérisé en ce que le diamètre du fond de la saignée est inférieur au diamè- tre de contact entre siège et opercule. 4. Opercule destiné à être en contact avec un siège de clapet et ayant la forme générale d'un disque, caractérisé en ce que le disque comporte une bordure périphérique amincie formant une lèvre.