Brevet FR2342443A1 — publié le 19770923

la présente invention, concernant la distribution des fluides ou liquides, est plus spécifiquement relative à des vannes de commande d'écoulement de fluide, incorporant un joint disposé entre l'organe obturateur de la vanne et le corps de vanne. Conformément à la présente invention on établit une vanne de commande d'écoulement de fluide comprenant un organe obturateur, un corps de vanne et un joint d'étanchéité pour empêcher l'écoulement du fluide entre llorgane obturateur et le corps de vanne, le joint comprenant une armature métallique qui est pourvue d'un revêtement superficiel formé sur l'armature, une partie destinée à entrer en contact avec le corps de la vanne, une partie d'application destinée à s' appliquer contre l'organe obturateur et une partie élastique pour solliciter la partie d'application de l'organe obturateur à s'appliquer contre l'organe obturateur, le revêtement superficiel étant formé sur l'armature, au moins dans la partie du joint qui est en contact avec l'organe obturateur L'invention sera mieux expliquée et comprise par la description qui va suivre d'un mode de réalisation de celle-ci, donné à titre d'exemple non limitatif et avec référence aux dessines ci-annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'une vanne à boulet; et - les figures 2 et 3 sont des vues agrandies respectivement des extrémités de gauche et de droite du boulet de la vanne de la figure 1. La vanne à boulet 1 représentée comprend un corps 2 dans lequel est monté, de façon à pouvoir tourner, un "boulet1, ou obturateur sphérique 23 et des raccords d'extrémité 3, 4 attachés au corps 2 par des moyens convenables, par exemple par écrous et boulons (non representés). Le boulet 3 est pourvu d'un alésage 5 qui peut s'aligner sur les alésages 6, 7 des raccords d'extrémité 3, 4 comme représenté, pour ouvrir la vanne en permettant l'écoulement du fluide. Le boulet peut être amené à tourner de cette position d'ouverture à une position de fermeture dans laquelle il arrête l'écoulement entre les alésages 6 et 7, par la manoeuvre d'un levier d'actionnement 8 fixé sur l'extrémité supérieure d'un arbre 9 dont 1 'extrémité inférieure est liée au boulet. Le boulet 3 est maintenu en place, de façon élastique, dans le corps de la vanne, entre des joints élastiques antego- nistes 10, 11. La disposition est conçue de façon que le boulet puisse se déplacer axialement dans la vanne, entre certaines limites, en réponse par exemple à la force appliquée sur le boulet par la pression du fluide qui n'agit que d'un côté de celui-ci lorsque la vanne est fermée. Lorsqu'on déplace le boulet suivant le sens axial de la vanne, les joints 10, Il dévient pour absorber le déplacement et maintiennent l'étanchéité avec le boulet. On se référera maintenant à la figure 2 sur laquelle le joint est représenté plus en détail à l'extrémité de gauche de la vanne. le joint 10 comprend une armature métallique 12 pressée qui est élastique et revêtue d'une matière plastique 13. Le métal peut être par exemple de l'acier inoxydable et la matière plastique est choisie pour pouvoir résister chimiquement au fluide dont le passage doit être commandé par la vanne . la matière plastique peut être par exemple du polytétrafluoréthy lène CPTFE), du polytrifluorochloréthylène (PTFcE) ) ) ou du fluoro- carbone (FEP). La matière plastique est appliquée sur l'armatu- re 12 par tout traitement convenable, par exemple par moulage sous pression ou par injection,per pulvérisation électrostatique ou par un revêtement d'une couche fluidifiée. Le revêtement 13 établit une surface résistant aux produits chimiques et à l'usure sur l'armature et contribue à réduire le frottement entre leboulet et le joint. Le joint 10 est conformé de façon à comprendre une partie 19 s'appliquant contre le corps de vanne, une partie 20 s'appliquant contre l'organe obturateur et une partie élastique 21 qui relie les pièces 19 et 20. La partie élastique 21 est conformée de façon qu'au cours de l'assemblege de la vanne, le joint soit déformé élastiquement pour prendre la conformation de travail normale que représente la figure 2. il s'ensuit que le joint est poussé contre le boulet et exerce sur lui une force élesti- que continue en tendant à le déplacer vers la droite, ceci étant vu sur la figure 2. En outre, dans la position de service normale représentée sur la figure 2, un petit intervalle 14 est délimité entre la face 15 du raccord d'extrémité et la face opposée 16 du joint 10.En conséquence, Si lors de l'utilisation, le boulet est dévié vers la droite, ceci étant vu sur la figure 2, le joint sera dévié en même temps et maintiendra son contact d'étanchéité avec le boulet et, si le boulet est dévié vers la gauche, le joint sera dévié pour absorber le mouvement du boulet jusqu'à. ce que les surfaces 15 et 16 s'appliquent l'uae contre l'autre, après quoi il n'y aura plus d'autre déplacement du boulet. On notera que la matière plastique sur la partie de joint 19, s'appliquant contre le corps de vanne, est comprimée entre le corps 2 et le raccord d'extrémité 3 pour empêcher une fuite entre eux.On notera encore que le fluide de la conduite est admis à pénétrer dans 1 'intervalle 14 et qu'en conséquence a pression de la conduite agit sur la face 16 du joint pour appuyer dessus et obtenir un contact ferme avec le boulet. En se référant maintenant à la figure 3 on y verra le joint 11 représenté plus en détail. De meme que dans le cas du joint 10, le joint Il comprend une armature métallique élastique 12A, par exemple en acier inoxydable et un revetement de matière plas- tique 13A, par exemple en PUPE, PTFOE ou FEP, Le joint Il est conformé de manière à comprendre une partie 19A s' appliquant contre le corps de vanne, une partie 20A s'appliquent contre l'organe obturateur et une partie élastique 21A. La partie élastique 21A est conformée de façon que le joint soit déformé élastiquement pour prendre la conformation de service normale représentée sur la figure 3, à la suite de l'assemblage de la vanne. En conséquence la pièce 20A est sollicitée ëlastiquement à venir en contact avec le boulet et exerce sur celui-ci une force élastique continue gui tend à déplacer le boulet vers la gauche ceci étant vu sur la figure 3.La force élastique exercée par le joint Il s'oppose à la force élastique exercée par le joint 10 et le boulet est maintenu en équilibre entre ces deux forces. le joint Il est tel que dans sa position de travail normale, représentée sur la figure 3, un petit intervalle 14A soit défini entre la face 15A du raccord d'extrémité 4 et la face opposée 16A du joint. En conséquence, si le boulet est dévié vers la droite, ceci étant vu sur la figure 3, le joint 11 déviera en même temps pour absorber le déplacement du boulet jusqu'à ce que les faces 15S et 16A s'appliquent l'une cpntre l'autre, après quoi la continuation du mouvement du boulet sera empêchée. Dans le cas de vannes de grandes dimensions une pièce support peut etre montée dans la chambre 17 définie entre le joint 11 et la paroli 15A du raccord d'extrémité 4, pour empêcher l'affaissement du joint résultant de forces exagérément grandes qui lui seraient appliquées par le boulet ou de différences de pression de travail élevées de part et d'autre de la vanne. On notera que le fluide de la conduite peut accéder à la chambre 17 par l'intervalle 14A et en conséquence la pression de la conduite est appliquée à la surface arrière du joint pour pousser le joint contre le boulet. La partie périphérique extérieure du joint 11 est ondulée et revêtue d'une matière plastique d'épaisseur uniforme au cours de la fabrication. lorsque le raccord d'extrémité. est serré contre le corps de la vanne, la matière plastique se trouvant aux crêtes des ondulations tend à fluer à froid vers les creux, en produisant ainsi un contact métal-métal entre le corps 2, l'armature 12A et le raccord d'extrémité 4 et en formant une multiplicité de joints annulaires en matière plastique pour empêcher les fuites entre le corps et le raccord d'extrémité. L'extrémité libre 18 du joint est courbée avec une forme cylindrique pour renforcer le joint. La gamme normale des températures de travail des joints décrits ci-dessus est limitée par les propriétés de la matière plastique utilisée pour le revetement. Néanmoins, en choisissent convenablement la matière plastique, des températures de service comprises entre -2000C et +2500C sont supportables. Si l'on dépasse la température admissible pour la matière plastique pendant le fonctionnement, le revêtement de cette matière fondra Ou se décomposera et l'armature métallique du joint viendra en contact avec le boulet en maintenant ainsi l'étanchéité avec lui.Ceci est un avantage important du point de vue de la sécurité, car même si la vanne est chauffée au-dessus de la température de service normale, par exemple au cours d'un incendie, les joints fonctionneront encore et ne laisseront pas le fluide de la conduite s'échapper. On remarquera dans ce sens qu'au bord périphérique extérieur du joint 10 l'armature métallique 12 dépasse hors du revetement pour former une bride d'étanchéité métallique 22, qui est serrée entre le corps 2 et le rsccord d'extrémité 3 au cours de l'assemblage de la vanne.Ainsi dans les deux joints 10 et Il on aura établi un contact métel-métel qui empechera l'échappement du fluide de la conduite par la vanne, même si le revêtement est complètement détruit par le feu. Si l'on impose des températures de service plus élevées, on peut omettre le revêtement de matiere plestique et appliquer un placage dur en matériau convenable, par exemple en céramique en carbure de tungstène pulvérisé à la flamme ou avec plasma ou des matériaux déposés par voie gavanoplastique pour empêcher l'usure. De cette façon la température de fonctionnement peut aller jusqu'à 5000C ou davantage. Bien que la vanne représentée sur la figure 1 ait été pourvue de joints qui diffèrent suivant les extrémités on comprendra naturellement qu'un meme joint, à savoir ltun ou l'autre de ceux qui ont été représentés, peut être utilisé aux deux extrémités d'une vanne à boulet. En outre l'un ou l'autre des joints peut être utilisé dans une vanne à papillon pour obtenir une bonne étanchéité avec son volet. De préférence lorsque les joints sont utilisés dans une vanne à boulet,ses parties d'application sont sphériques et, lorsque les joints sont utilisés dans des vannes à papillon, les parties d'application sur le volet sont coniques, EVEND1CA1 ONS 1.- Vanne de commande de l'écoulement d'un fluide, comprenant un organe obturateur, un corps de vanne et un joint pour empêcher l'écoulement du fluide entre l'organe obturateur et le corps de vanne, caractérisée en ce que le joint comprend une armature métallique, qui est pourvue d'un revêtement superficiel formé sur l'armature, au moins dans la partie du joint s'eppli- quant contre 1' organe obturateur, et aussi une partie élastique pour solliciter la partie du joint, destinée à s'appliquer contre l'organe obturateur, à venir en contact avec ce dernier. 2.- Vanne de commande de l'écoulement d'un fluide selon la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement superf i- ciel est en matière plastique et couvre sensiblement toute la surface de 1 'armature métallique. 3.- Vanne de commande de l'écoulement d'un fluide selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'armature métallique de la partie s'appliquant contre le corps de vanne est ondu lée. 4.- Vanne de commande de l'écoulement d'un fluide selon la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement superficiel est en une matière de placage dure résistant à l'usure. 5.- Vanne de commande de l'écoulement d'un fluide selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le joint est conformé pour définir une surface contre laquelle agit, lors de l'utilisation, la pression du fluide de la conduite pour forcer la partie, destinée à s'appliquer contre l'organe obturateur, contre ce dernier. 6.- Vanne de commande de l'écoulement d'un fluide selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le joint présente une surface qui peut s'appliquer, lors de l'utilisation, contre une surface du corps de vanne pour limiter la déflexion du joint dans le sens de l'écoulement.