Brevet FR2459928A1 — publié le 19810116

"Obturateur, notamment pour robinets" L'invention concerne des perfectionnements aux obturateurs, clapets ou soupapes, pour le contrôle de l'écoulement d'un fluide. Les obturateurs selon l'invention conviennent pour être utilisés dans lgs robinets ou les robinets d'arrêt d'une alimentation en eau, mais il est bien entendu que 1' inven- tion n'est pas limitée à cet égard. Il est d'usage de construire les robinets d'eau ou autres robinets avec une partie rotative qui fait pénétrer un plongeur jusqu'au contact avec un siège de soupape pour fermer l'alimentation. Généralement. un robinet est muni d'une rondelle rigide, quelque peu élastique, qui doit être remplacée, lorsqu'elle est usée, pour éviter une déperdition d'eau. On a fait plusieurs tentatives pour éviter cet inconvénient et fournir ce qu 'on appelle un robinet sans rondelle. Ces tentatives n' ont eu jusqu'alors qu'un succes limité. La présente invention concerne un obturateur pour con trôner l'écoulement d'un fluide comprenant une partie de tige d'obturateur pouvant avoir un mouvement de rotation hélicoldal à l'intérieur du corps de l'obturateur de façon à prendre part au mouvement dans le sens longitudinal de celui-ci, un pointeau de l'obturateur disposé pour se déplacer dans ce même sens longitudinal avec la tige dans un mouvement de fermeture de l'obturateur, l'ensemble du pointeau comprenant une tête avec une surface conique ou tronconique dépassant la tige et une arrivée du fluide déterminée par une partie annulaire du siège de l'obturateur ayant une surface de siege continue tronconique avec le même angle d'inclinaison que celui de la tête du pointeau par rapport à l'axe longitudinal de ce pointeau, la construction et la disposition étant telles que l'écoulement d'admission du fluide à travers le siège de la soupape soit coaxial par rapport à l'axe du pointeau et soit con trôlé par la distance entre les surfaces conique ou tronconique face à face, lorsque l'obturateur est en position de fermeture, l'écoulement étant arrêté par une bande zonale continue de contact entre ces surfaces face à face, lorsque se produit ce contact, la rotation du pointeau avec la partie de la tige cessant immédiatement. Bien que, si la tête du pointeau et le siège de l'obturateur soot fabriqués avec précision, les deux parties peuvent être en acier, laiton ou tout autre métal ou alliage convenable, on considère souvent comme d'un coût exagéré la production à l'échelle industrielle de grandes quantités d'articles fabriqués avec précision pour ce type de marchandise. On trouvera donc avantageux si l'une des parties est faite, par exemple, en matériaux plastiques durs mais légèrement compressibles. Par conséquent la tête du pointeau peut être par exemple en "nylon" ou quelque autre matériau ayant des propriétés analogues, y compris la non-absorbance d'eau, et ayant de préférence une stabilité dimensionnelle dans l'intervalle de température de l'eau qu'on rencontre généralement, soit de 2 à 900C.Par exemple l'utilisation du "nylon" donne un comportement satisfaisant pour des pressions auxquelles une rondelle ordinaire dans un obturateur se désagrégerait. ta tête du pointeau peut être tronconique ou avoir une surface terminale plane ou sensiblement plane contre laquelle est appliqué le courant du fluide d'entrée, dans l'exemple envisagé, l'eau. Dans une manoeuvre d'ouverture de l'obturateur. on fait tourner la tige de ce dernier afin de provoquer son déplacement dans un sens qui l'éloigne du siège de l'obturateur. La pression de l'eau dans l'entrée soulève alors le pointeau jusqu'à ce que l'obturateur soit à nouveau fermé. On peut également, sans inconvénient. pourvoir le pointeau d'une tiges placée avec un ajustement lâche dans un alésage axialement formé dans la tige de l'obturateur. Ceci contribue à faciliter le maintien du pointeau dans un alignement coaxial avec le siège de l'obturateur pendant une manoeuvre de fermeture de l'obturateur. La tige du pointeau présente un ajustement lâche à la fois pour faciliter l'arrêt de rotation du pointeau avec la tige de l'obturateur, lorsque le contact est établi entre les surfaces face à face, et pour permettre que se fasse un certain auto-centrage e lor;- que le pointeau s'approche du siège de l'obturateur. I1 est avantageux que la longueur de la tige du pointeau soit telle que, même en position de complet ouverture de 1 'obturateur, la tige du pointeau reste part i elle - ment introduite à l'intérieur de l'alésage. En vérite, dans certains pays, les règlements imposés par l'administration exigent que le pointeau ou son équivalent soit effectivement maintenu par la tige de l'obturateur. Pour satisfaire ces règlements, la tige peut être maintenue dans l'alésage sans serrage mais captive. Bien que le pas du mouvement hélicoïdal tou à vis) du pointeau par rapport à la tige de l'obturateur puisse varier, on n a pas l'intention de modifier la valeur de cette disposition qui est normalisée sur la plupart des obturateurs et robinets de ce type. On a en fait découvert qu'un angle convenable d'inclinaison des surfaces tronconiques se faisant face par rapport à l'axe de la ligne médiane du pointeau peut se situer dans l'intervalle 12 -20 , un angle préférentiel étant 150. L'expérience a montré que cet in t val le donne les débits optimaux à l'usage et une zone satisfaisante de contact entre les surfaces se faisant face qui a au moins une largeur de 5 mm. On comprendra que l'invention n'est pas seulement applicable aux obturateurs fabriqués à cet effet mais également aux nécessaires ou "kits" de transformation destinés à modifier les robinets et obturateurs à rondelle actuels afin de les rendre conformes à l'invention. Un tel nécessaire peut comprendre un pointeau pour remplacer le piston plongeur portant une rondelle et un siège de soupape rapporté, adaptable dans l'orifice du tuyau d'alimentation dans lequel il est aligné, suivant l'axe, avec la tige de l'obturateur en fonction et le pointeau. On décrira maintenant des exemples d'obturateurs selon l'invention. I1 est bien entendu que la description qui doit être considérée avec référence aux dessins est donnée seulement à titre d'exemple et nullement à titre de limitation. Sur les dessins - la figure 1 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, d'un premier exemple selon l'invention; - la figure 2 est une vue analogue d'un autre exemple: - la figure 3 est une vue en élévation latérale des pièces représentées sur la figure 1 incorporées dans un robinet d'eau courante dans une maison; - la figure 4 est une vue partielle d'une partie de la figure 3 à échelle agrandie; et - la figure 5 représente une autre solution d'un poin t eau. La figure 1 représente une tige d'obturateur ou e cli- pet pour un robinet d'eau courante, extérieurement filetée en 4 pour recevoir un corps d'obturateur ou de clapet (représenté en 6 sur la figure 3) . Un alésage axial 8 est prévu à l'intérieur de la partie filetée 4, cet alésage recevant une tige 10 d'un pointeau 12. La tige du pointeau est montée à ajustement lâcbe dans l'alésage, à titre d'exemple avec une tolérance de 0,01 mm. Le pointeau 12 comprend une tête qui a une configuration tronconique, ayant une surface 14 inclinée d'un angle de 150 par rapport à l'axe longitudinal de la pièce 12, et une surface terminale plate 16. Un tuyau d'admission d'eau 18 présente un rebord ayant une surface 20 formée pour être le complément de l'angle d'inclinaison de la surface 14 du pointeau 12. Lorsque le pointeau est complètement introduit dans le rebord du tuyau, il y a une bande zonale continue de contact ayant une profondeur x qui est équivalente, dans le présent exemple, à un contact sur une bande de 5 mm de large mesurée dans la direction axiale. La figure 2 représente des pièces identiques à celles représentées sur la figure 1 avec les mêmes nombres de référence, la seule différence étant que, afin de satisfaire à certains règlements administratifs, une rainure annulaire 22 est ménagée dans la tige du pointeau 10', de sorte qu'une saillie 24 à l'intérieur de l'alésage 8 coopère avec la rainure pour maintenir le pointeau 12 sans serrage mais captif. La figure 3 représente les pièces de l'obturateur de la figure 1 ou 2, assemblées avec le corps de l'obturateur 6 dans un carter 26 de robinet représente en traits mixtes. La partie inférieure du carter 26 fixée fermement sur le corps de l'obturateur comprend un tuyau de décharge 26 à travers lequel l'eau sort du robinet lorsque le pointeau 12 s'élève pendant le mouvement d'ouverture de l'obturateur. La surface tronconique du rebord 20 comprenant le siège de l'obturateur du robinet est représentée dans le présent exemple comme faisant partie d'une pièce rapportée en laiton fixée dans l'embouchure de la tuyauterie d'admission 18. Alors que l'eau, qui a un mouvement ascensionnel. vient heurter la surface terminale plane 16 de la pièce 12 on peut préférer utiliser une pièce 12 ayant une tête conique 30 dont le sommet 31 est dirigé vers l'arrivée du courant d'eau. Quand l'obturateur est fermé, la pénétration régulière de la pièce 12 dans le siège de l'obturateur délimité par les bords 20 est facilitée par le chanfreinage de l'arête directrice sur le bord intérieur de cette dernière en 32, comme le montre la figure 4. Dès qu'il y a contact entre les surfaces 14 et 20, le pointeau qui tournait avec la tige 2 cesse son mouvement. La rotation manuelle continue de la tige 2, amène le pointeau en contact avec la surface 20 jusqu'à étanchéité vis-à-vis de l'eau, mais étant donné qu'il n'y a pas de mouvement rotatif entre les surfaces 14 et 20, il ne se produit pas d'usure appréciab-le entre ces surfaces, ce qui supprime l'inconvénient des fuites avec le besoin subséquent de changer la rondelle, comme cela est nécessaire dans un robinet d'eau courante. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Obturateur pour contrôler l'écoulement d'un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend une partie de tige d'obturateur pouvant avoir un mouvement de rotation hélicoïdal à l'intérieur du corps de l'obturateur de façon à prendre part au mouvement dans le sens longitudinal de celui-ci, un pointeau de l'obturateur disposé pour se déplacer dans ce même sens longitudinal avec la tige dans un mouvement de ferme-. ture de l'obturateur, l'ensemble du pointeau comprenant une tête avec une surface conique ou tronconique dépassant la tige, et une arrivée du fluide déterminée par une partie annulaire du siège de l'obturateur ayant une surface de siège continue tronconique avec le même angle d'inclinaison que celui de la tête du pointeau par rapport à l'axe longitudinal de ce pointeau, la construction et la disposition étant telles que l'écoulement d'admission du fluide à travers le siège de la soupape soit coaxial par rapport à l'axe du pointeau et soit contrôlé par la distance entre les surfaces conique ou tronconique face à face, lorsque l'obturateur est en position de fermeture, l'écoulement étant arrêté par une bande zonale continue de contact entre ces surfaces face à face, lorsque se produit ce contact, la rotation du pointeau avec la partie de la tige cessant immédiatement. 2.0bturateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pointeau est tronconique et a une surface terme na le plane ou sensiblement plane qui reçoit le courant du fluide à travers l'entrée. 3. Obturateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le pointeau de l'obturateur comprend en outre une tige, ledit pointeau ayant un alésage axial pour recevoir ladite tige avec un ajustement lâche. 4. Obturateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige du pointeau est maintenue dans l'alésage sans serrage mais - captive, de sorte que le pointeau se déplace dans une direction longitudinale avec la tige de l'obturateur au cours du mouvement d'ouverture de cette dernière, quelle que soit la pression du fluide à l'entrée. 5. Obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pointeau est en une matière plastique difficilement compressible. 6. Obturateur selon 1 'une quelconque des revend icat ions précédentes, caractérisé en ce que ledit angle d'inclinaiscn est dans l'intervalle de 12 à 200 par rapport à l'axe longitudinal du pointeau. 7. Obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur de ladite bande zonale continue n'est pas inférieure à 5 mm.