Brevet FR2424458A1 — publié le 19791123

La présente invention concerne un robinet à obturateur ou tournant spherique, et essentiellement un robinet à ltépreuve du feu et capable de supporter de très hautes températures. Ce robinet est conçu de manière à ne pas exiger de joints élastiques d'étanchement pour son fonctionnement. Les robinets analogues de la technique antérieure comportent en effet des joints d'étanchement en matière plastique ou en caoutchouc afin de serrer "a priori" ltobturateur sphérique contre ses sieges. Si l'on essaye de supprimer ces éléments élastiques, les tolérances dimensionnelles requises pour les éléments du robinet ainsi que leur assemblage entraînent de grandes difficultés de réalisation. De plus, même si l'on y parvient, l'ensemble n'est pas capable de supporter l'usure et d'assurer définitivement ltétanchéité du robinet. La présente invention concerne un robinet qui, à ltépreuve du feu et capable de supporter de hautes températures, ne nécessite pas l'usage de joints élastiques d'étanchement et ne présente pas les inconvénients à cet égard des robinets analogues de la technique antérieure. Dans l'ensemble, le robinet selon l'invention comprend un boisseau formant intérieurement un premier conduit qui le traverse; un obturateur sphérique qui, logé dans ce boisseau et constituant le tournant du robinet, est percé d'un trou formant un second conduit; deux rotules tubulaires d'étanchement qui, percées chacune d'un trou ou troisième conduit, sont loges dans le premier conduit du boisseau, de chaque côté du tournant précité;; enfin une tige de manoeuvre qui tournant autour de son axe et accessible à ltextérieur du boisseau, est reliée à l'obtura- teur quelle fait tourner autour de cet axe A l'une des extre- mités du trou ou troisième conduit de chacune des rotules précitées, leur surface est en contact étanche avec celle de l'obtu- rateur ou tournant et forme par ailleurs un siege sphérique en contact étanche avec la paroi du premier conduit à section circulaire formée par le boisseau Les axes des trous ou troisiemes conduits qui traversent les rotules d'étanchement convergent en faisant l'un avec l'autre un angle obtus, et un ressort pousse le tournant parallèlement à l'axe de la tige en tendant à augmenter l t angle précité et à maintenir ainsi en contact étanche le tournant et les rotules tubulaires d'étanchement, L'invention sera decrite plus en détail en regard du dessin annexe à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale d'une forme de réalisation du robinet selon l'inventiong et la figure 2, qui est une coupe longitudinale partielle du même robinet, montre son obturateur en position fermée Sur ces figures, la référence 10 de signe le boisseau en acier forgé du robinet.Ce boisseau forme interieurement un premier conduit qui le traverse et dont les orifices d'entrée et de sortie portent respectivement les références 12 et 14. Le tournant du robinet est un obturateur sphérique 16 qui, perce d'un trou ou second conduit 18, peut tourner autour de son axe 15 Exte- rieurement et pres de chacune des extrémités de ce second conduit 18, celui du boisseau contient deux coussinets cylindriques 19, par exemple en acier inoxydable, dont les surfaces internes lisses respectives sont en contact lino aire étanche en 21 et 23 avec la surface périphérique sphérique de deux rotules tubulaires d'étanchement 20 et 22. Les extrémités intérieures respectives de ces deux rotules 20 et 22 sont en contact étanche avec l'obturateur ou tournant 16. La paroi du premier conduit forme des épaulements circulaires 24, 25 destinés à déterminer les positions respectives des coussinets 19 et des rotules tubulaires d'étanchement 20 et 22 qui peuvent pivoter chacune autour d'un axe Il ou 13. Lorsque le trou 18 de l'obturateur 16 est dans l'axe du premier conduit, c'est-à-dire celui que forme interieurement le boisseau, les extrémités intérieures des rotules 20 et 22 sont en contact avec les bordures des orifices de ce trou 18 et, par conséquent en contact étanche et de préférence linéaire avec la surface périphérique de l'obturateur 16. Le robinet comporte en outre une tige de manoeuvre 26 capable à la fois de tourner autour de son axe longitudinal 27 et de se déplacer suivant ce mêmeaxe dans son support 28. Ce dernier 28 contient une garniture 32 gue supporte et maintient en place un chapeau 30. Un ressort 34 comprimé exerce sur un epaulement périphérique de la tige 26 une force qui la pousse de haut en bas contre l'obturateur ou tournant 16. I1 faut souligner que les axes des trous ou conduits des rotules tubulaires 20 et 22 convergent en faisant 1' un avec l'autre un angle obtus et qu'unie force exercée de haut en bas sur l'obturateur sphérique 16 lui fait pousser ces rotules de manière à les faire pivoter autour de leurs axes 11 et 13 en augmentant ainsi la valeur de cet angle et en rendant plus étanche son contact linéaire avec elles. La force exercée par le ressort 34 a pour but de maintenir I'étancheité du contact entre l'obturateur 16 et les rotules 20 et 22, en rattrapant automatiquement l'usure de ces trois o élé- ments. Des vis 36 assujetissent au boisseau 10 le support 28 de la tige 26 qu'il est possible de faire tourner au moyen d'une poignée 38. La base du boisseau 10 supporte une clavette cylindrique de guidage 40 qui, en pénétrant dans une cavité inférieure de l'ob- turateur 16, le maintient dans l'axe de la tige 26 pendant leur rotation. Il est à noter que ce nTest pas ltobturateur 16 qui assure ltétanchéité entre les rotules 20 et 22 et le boisseau 10, cette étanchéité étant assurée par le contact linéaire en 21 et 23 entre les rotules et les coussinets 19 garnissant la paroi interne du conduit du boisseau. Les épaulements 24 et 25 ne servent qutà maintenir en place les rotules et ne sont pas nécessaires pour assurer ltétanchéité. L'étanchéité du contact entre l'obturateur 16 et les rotules 20 et 22 est assurée par le ressort 34 qui force la tige 26 à se déplacer suivant son axe en enfonçant le tournant 16 et en augmentant la valeur de l'angle obtus formé par ltintersection des axes des trous des rotules. La force exercée par le ressort 34 est déterminée de manière à assurer la pression d'étanchement convenable entre les rotules 20 et 22 et l'obturateur ou tournant 16. I1 est evident que l'usure de ces derniers éléments est automatiquement rattrapée par la pression exercée par ce ressort. De plus, lorsque le robinet est soumis à une chaleur intense, ses éléments se dilatent en libérant le tournant 1t qui remonte contre la pression antagoniste exercée par le ressort en diminuant- la valeur de l'angle obtus précité. Le ressort 34 rattrape donc automatiquement les variations de dimensions provoquées par l'usure et les températures très élevées. Le tournant 16 et les rotules 20 et 22 sont de préférence en métal capable de supporter de tres hautes températures, mais ils peuvent aussi etre constitués de toute matière convenable, par exemple de carbone. Leur contact mutuel est de préférence linéaire. On se sert du robinet selon l'invention comme de tout autre robinet à tournant en faisant tourner à la main de 90 sa tige de manoeuvre 26 au moyen de la poignée 38, ce qui fait passer son tournant ou obturateur 1o de sa position de la figure 1, dans laquelle le robinet est ouvert en grand, à sa position de fermeture de la figure 2, dans laquelle le trou de l'obturateur 1o n'est plus en face de ceux des rotules 20 et 22. Toutes les positions intermédiaires, qui limitent plus ou moins le débit du robinet, sont possibles. En lsoccurrence, le boisseau du robinet est une pièce en acier forgé. Son tournant ou obturateur sphérique 16 et ses rotules d'étanchement 20 et 22 sont constitués d'acier inoxydable ou de bronze usiné, sa tige de manoeuvre 26 est en acier inoxydable, et sa garniture, ses joints d'étanchéité et ses autres éléments sont constitués de matières classiques dans l'application considérée. Les figures mettent en évidence que ltétanchéité du contact entre l'obturateur 16 et les rotules 20 et 22 est assurée effi cacement tant que la distance entre les axes de rotation respectifs 11 et 13 des rotules et 15 de l'obturateur est supérieure à celle qui sépare les axes l1 et 13 de l'axe longitudinal 27 de la tige de manoeuvre 26. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au robinet décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, on peut remplacer le ressort 34 par un autre moyen capable d'enfoncer l'obturateur 16 pour rattraper le jeu entre lui et les rotules 20 et 22 (il est possible par exemple d'utiliser un dispositif quelconque accessible de I'extérieur du robinet pour permettre de régler à la main la position verticale de la tige de manoeuvre 26). Le ressort 34 est une solution avantageuse, mais ce n'est pas la seule possible pour exercer sur l'obturateur 16 la pression qui le fait descendre et entrer en contact etanche avec les rotules 20 et 22. De plus, il n'est pas nécessaire que ces dernieres soient entiérement sphériques. Elles peuvent outre cylindriques et entourées d'un segment sphérique qui entre en contact avec la paroi interne du boisseau. REVENDICATIONS 1. Robinet à tournant, caractérisé en ce que son boisseau, qui forme intérieurement un conduit, contient d'une part, un obturateur sphérique ou tournant qui est percé d'un trou, d'autre part, deux pièces tubulaires d'étanchement ou rotules qui sont chacune percées d'un trou et comportent une surface périphérique sphérique; ces rotules, qui sont en contact avec la paroi interne du conduit du boisseau par leurs surfaces périphériques sphériques, peuvent tourner autour du centre de courbure de ces dernières, leurs trous respectifs se trouvant à peu prés en face du conduit interne du boisseau; le tournant sphérique est entre les deux rotules, et sa surface est en contact étanche avec les bordures des orifices proches des trous des rotules;; dans le sens de la longueur dudit conduit, un dispositif maintient les positions relatives de ltobturateur et des rotules de façon que leurs centres respectifs constituent les trois sommets d'un triangle, ceux des rotules étant plus bas que celui de l'obturateur, de sorte qu'une force exercée de haut en bas sur ce dernier et passant par son centre fait tourner les rotules en serrant contre la surface sphérique de ltobturateur les bordures des orifices proches des trous de ces dernieres; dans l'obturateur est calée une tige de manoeuvre qui, se prolongeant à l'extérieur du boisseau, peut tourner de façon à amener le trou de ltobturateur dans ltaxe du conduit du boisseau et en face des trous des rotules afin de régler le débit du robinet; et un organe exerce en permanence sur l'obturateur une force qui, dirigée vers le bas et passant par son centre, tend à faire pivoter les rotules et à les maintenir en contact étanche avec cet obturateur. 2. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur sphérique entre en contact linéaire avec la bordure de l'orifice proche de chacune des rotules d'étanchement. 3. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur sphérique, les rotules tubulaires d'étanchement et le boisseau sont tous métalliques. 4. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur sphérique entre en contact linéaire avec la bordure de l'orifice proche de chacune des rotules d'étanchement, lui et ces dernières étant tous métalliques.