Brevet FR2473149A1 — publié le 19810710

Perfectionnement aux robinets à obturateur lenticulaire ou sphérique. La présente invention a pour objet un perfection- nement aux robinets à obturateur lenticulaire ou sphérique. Le perfectionnement suivant l'invention a pour but de réaliser la décompression et le démontage d'un joint souple circulaire de siège dans les robinets comportant un obturateur présentant la forme d'un segment sphérique ou d'une sphère complète, pour contrôler le passage d'un fluide dans des canalisations d'eau, d'air, d'huile, de pétrole, de fuel, de gaz combustible, etc. Les dispositifs existants nécessitent, pour le démontage du joint souple d'étanchéité, le démontage systématique de l'ensemble du dispositif d'obturation et la décompression du joint nécessite souvent l'utilisation de pièces ou d'usinages com- pliqués. L'inconvénient majeur de tels dispositifs réside dans le risque éventuel d'un remontage incorrect du moyen d'obturation après le remplacement du joint d'étanchéité, si cette opération est réalisée par une personne non spécialisée et de ce fait d'obtenir un robinet dont le fonctionnement est défectueux. On rencontre le même inconvénient avec les organes de décompression du joint d'étan- chéité. De tels dispositifs ne satisfont pas vraiment aux conditions exigées et leur fiabilité est fortement compromise. Le perfectionnement suivant la présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Conformément à la présente invention le corps du robinet présente,en aval de l'organe obturateur, un alésage dans lequel est monté de façon amovible un organe annulaire contre lequel est en appui le joint d'étanchéité et qui présente une partie sphérique épousant la forme correspondante de l'obturateur, ledit organe annulaire comportant des trous d'évent susceptibles de mettre en communication,et en équilibre instantané de pression, le conduit en aval du joint d'étanchéité avec un logement dans lequel est engagé ledit joint, ledit organe annulaire étant solidarisé avec le corps par un moyen situé du côté opposé au joint d'étanchéité. Cette disposition permet avec un seul organe de réaliser les fonc- tions suivantes: 1) Le maintien du joint d'étanchéité dans son logement annulaire. 2) La décompression du logement du joint lors de l'ouverture du robinet, 3) Le démontage rapide et économique du joint annulaire d'étanchéité et son remplacement sans démontage des pièces intérieures du robinet. Le joint d'étanchéité est maintenu sur son dia- mètre intérieur par l'organe annulaire qui assure l'immobilisation complète de ce joint dans le corps et la fermeture partielle de la gorge annulaire. Les trous d'évent prévus sur l'organe annulaire assurent une décompression rapide et efficace du fluide contenu dans le logement du joint d'étanchéité. En effet,lors de l'ouverture du robinet, il se produit une chute de pression considérable dans la conduite pendant le remplissage du circuit aval et la pression élevée subsistant derrière le joint dans son logement agit avec force sur celui-ci et l'éjecte dudit logement. Il est donc très important de réaliser parfaitement cette décompression en utilisant des moyens de liaison présentant des sections de grande dimension. En ce qui concerne le montage et le démontage du joint d'étanchéité; il suffit,eprès avoir fait tourner l'obtu- rateur de 90 ou de 1800, de libérer l'organe annulaire après avoir démonté l'organe dp verrouillage ou après avoir dévissé l'organe annulaire, pour accéder au joint d'étanchéité et retirer ou remettre celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins. annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un robinet à obturateur lenticulaire comportant le perfectionne- ment suivant l'invention; - la figure la est une vue en coupe à plus grande échelle d'un mode de réalisation du joint d'étanchéité et de son moyen de maintien et de décompression; - les figures lb et le sont des vues en coupe de l'action des forces s'exerçant sur le joint d'étanchéité lors de la décompression; 2 473149 - la figure 2 est une vue en coupe du disposi- tif montrant le démontage du joint d'étanchéité; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation d'une partie du robinet perfectionné suivant l'invention; - la figure 3a est une vue en coupe suivant la ligne IIIa-Illa de la figure 3; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une partie du robinet perfectionné dans lequel l'organe annulaire est vissé dans le corps; - la figure 4a est une vue en coupe transversale montrant les rainures de l'organe annulaire; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de l'organe annulaire vissé dans le corps; - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de l'organe annulaire vissé dans le corps, - les figures 7 et 7a sont des vues en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de l'organe annulaire maintenu par une bague de verrouillage; - la figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de l'organe annulaire vissé à file- tage conique; - la figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un organe annulaire constitué d'une bague élastique fendue; - la figure 9a est une vue montrant les dif- férentes positions de la bague fendue pour le montage et le démon- tage; - la figure 10 est une vue en coupe d'un robinet a boisseau sphérique perfectionné suivant l'invention; - la figure 11 est une vue en coupe longitudi- nale d'un robinet à brides perfectionné suivant l'invention; - les figures 12 à 15 sont des vues en coupe transversale de joints d'étanchéité présentant différentes formes de section. A la figure 1 on a représenté un robinet qui comprend-un corps 1 présentant un conduit de passage la dans lequel le fluide circule suivant la flèche F et dans lequel est monté rotatif un obturateur 2 de forme lenticulaire qui est engagé d'un cété sur un téton 3 et de l'autre côté dans une fente d'une tige de commande 4 pour son entraînement en rotation. En aval de l'obturateur 2 le corps 1 présente une gorge lb (figures 1 et la)dans laquelle est disposé un joint d'étan- chéité 5 de forme torique assurant l'étanchéité d'une part sur une zone de contact circulaire le de la gorge lb et d'autre part sur une calotte sphérique 2a de l'obturateur 2 lorsque celui-ci se trouve dans sa position de fermeture au passage du fluide en fonction du sens de circulation suivant la flèche F. Le joint 5 est maintenu sur son diamètre inté- rieur par un organe annulaire 6 monté coulissant dans un alésage le en aval de l'obturateur 2, ledit organe annulaire 6 étant immobilisé en position de recul par une bague élastique fendue 7 en butée contre un épaulement ld du corps 1. Cette disposition des différents organes dans le corps 1 a pour but de rendre prisonnier le joint d'étanchéité 5 en fermant partiellement la gorge annulaire lb. Pour assurer la décom- pression du joint 5 l'organe annulaire 6 comporte des trous d'évent 6a disposés radialement à proximité du joint 5 et qui communiquent avec la gorge lb par des encoches, ou embrèvement, lf ménagées dans le corps 1 du robinet. Lorsque l'obturateur 2 est en position de fermeture comme représenté à la figure lb la pression P1 du fluide texerce dans la gorge lb en amont de la zone d'étanchéité lc et l'obturateur 2 exerce sur le joint 5 une pression P2 qui maintient celui-ci en contact avec le fond de la gorge lb. Lors de l'ouver- ture de l'obturateur2 (figure lc) la décompression du joint 5 est réalisée par la conjonction des encoches lf des trous d'évent 3a et de la gorge lb, le joint 5 étant sollicité par la force P qui tend à le décoller du fond de la gorge lb, alors que ledit joint est maintenu par l'extrémité 6b de l'organe annulaire 6 et le bord de la gorge lb. Cette disposition permet de libérer le fluide emmagasiné dans la gorge lb à l'opposé de la surface d'étanchéité 2a du joint 5, ledit fluide s'écoulant dans le conduit la en aval de l'obturateur suivant la flèche F1.. Le joint 5 étant retenu par l'or- gane annulaire 6 et ne subissant aucune pression importante du fait de l'échappement du fluide de la gorge lb, l'éjection du joint hors de son logement est ainsi évitée. Pour remplacer le joint d'étanchéité 5, après démontage du robinet de la canalisation, il suffit de retirer la bague élastique 7 et de faire glisser l'organe annulaire 6 contre l'épaulement ld du corps 1 (figure 2). Les conditions de démontage dûjint 5 sont réali- sées lorsque dans les obturateurs lenticulaires ou à segment de sphère (figure 1) ledit obturateur a subi une rotation de 1800 ou 90 par rapport à la position de fermeture soit environ un demi- tour. Par contre dans les robinets à obturateurs sphé- riques à sphère complète 8 (figure 10) il est prévu un plat 8a qui est suffisant pour dégager totalement le joint 5. Ce plat 8a est disposé à 180 par rapport à la position de fermeture comme cela est représenté à la figure 10 oh l'obturateur est fermé, alors qu'à la figure 2 l'obturateur 8 est disposé en position de démontage du joint 5, le plat 8a dégageant complètement le joint 5. Les robinets perfectionnés suivant l'invention doivent permettre de débloquer rapidement'le dispositif de cran d'arrêt (généralement un quart de tour) et d'effectuer un demi-tour de l'obturateur pour se mettre en position de changement du joint. Ces opérations étant effectuées i 1 e s t très aisé de retirer le joint 5 pour le remplacer par un autre ainsi qu'il est représenté à la figure 2. Pour remettre le robinet en bon état de fonction- nement, il faut disposer le nouveau joint 5 dans la gorge lb du corps et faire glisser ensuite l'organe annulaire 6 sous le joint 5, ledit organe 6 étant verrouillé pour empêcher son recul par le montage de la bague élastique 7. Dans le mode de réalisation de la figure 3 la bague élastique 7 est engagée dans une gorge 1 du corps o elle est immobilisée. Cette disposition permet d'avoir un alésage le de diamètre constant et de faire coulisser l'organe annulaire 6 sur toute la longueur de l'alésage pour l'extraire totalement de ce dernierce qui facilite l'accès au joint 5. Aux figures 3 et 3a sont représentées lesencoches if qui permettent la liaison entre les trous d'évent 6a et la gorge lb. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 4, 5 et 6 la bague élastique de verrouil- lage 7 a été supprimée et l'organe annulaire 9 de soutien du joint d'étanchéité 5 comporte extérieurement une partie filetée 10 par laquelle il est vissé dans une partie filetée correspondante du corps 1. L'organe annulaire 9 comporte intérieurement un orifice multipan 11 qui permet de procéder au moyen d'un outil correspondant au dévissage et au vissage de l'organe annulaire. Dans ces modes de réalisation des figures 4, 5 et 6,1'organe annulaire 9 est en butée contre un épaulement 12 du corps 1 après son vissage dans ce dernier. Le logement dans lequel est disposé le joint d'étanchéité 5 est constitué par l'association d'un épaulement 13 ménagé dans le corps 1 et par un épaulement 14 ménagé à l'une des extrémités de l'organe annulaire 9. Dans le mode de réalisation représenté aux fi- gures 4, 4a la liaison entre les trous d'évent 9a et le logement du joint 5 est assuréeau moyen d'encoches if ménagées dans le corps 1, alors que dans les modes de réalisation des figures 5 et 6 la liai- son entre les trous d'évent 9a et le logement du joint 5 est réalisé au moyen de fentes 15 (figure 5) ou de conduits 16 (figure 6). Aux figures 7, 7a on a représenté une variante de réalisation de la figure la dans laquelle l'organe annulaire 6 est prisonnier dans l'alésage le du corps après démontage de la bague élastique 7. Pour permettre un recul plus important de l'organe annulaire 6 celui-ci présente à son extrémité en contact avec la bague 7 une partie décolletée 17 de moindre section, susceptible de s'étendre au-delà de l'orifice de l'alésage le lorsque ledit organe annulaire est 2 4 7 3 1 4 9 en butée contre l'épaulement ld après démontage de la bague 7 comme représenté à la figure 7a. A la figure 8 on a représenté un autre mode de réalisation de l'organe annulaire 18 qui comporte un filetage conique 19 qui est engagé dans un-filetage correspondant 19a prévu sur le corps 1. Par ailleurs l'organe annulaire 18 présente une partie de grande section ayant une surface radiale 18a venant en butée contre un épaulement 20 du corps et une partie de section réduite 18b dont l'extrémité est en contact avec le joint 5. Pour permettre le montage et le démontage,l'or- gane annulaire 18 présente une fente 21 dans laquelle est susceptible d'être engagée une lame de tournevis. Aux figures 9 et 9a on a représenté un autre mode de réalisation de l'organe annulaire qui est constitué d'une bague 22 fendue en 23, et déformable radialement. Pour l'engagement dans l'alésage le du corps, la bague 22 est comprimée comme repré- senté à la figure 9a afin d'en diminuer la section et ensuite ladite bague est relâchée o elle vient prendre élastiquement sa position définitive dans l'alésage le. La bague 22 est maintenue en butée contre un épaulement ld du corps. Par ailleurs la bague 22 présente deux trous 24, 24a dans lesquels on peut engager les deux parties d'un outil pour procéder au serrage. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 11 le corps 1 du robinet comporte des brides d'assemblage 25 et le joint annulaire 26 de la bride disposé dans un logement 27 du corps est en appui contre une partie 28 en contre- pente conique conformée à l'extrémité de l'organe annulaire 6 s'éten- dant à l'extérieur de l'alésage le du corps. Le joint 26 assure le maintien de l'organe annulaire 6 lors du démontage du robinet. Dans les différents modes de réalisation du robinet on a représenté un joint 5 de section circulaire (figure 12) donc de forme torique, mais il est également possible d'utiliser des joints 29 de section polygonale ou carrée comme représenté à la figure 13. Le joint 30 (figure 14) peut également comporter une lèvre 30a ou des rainures 31 sur les quatre faces comme représenté à la figure 15. Bien entendu la description n'est pas limitative et l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir pour cela du domaine de l'invention. 24731 49 R E V E N D I C A T I 0-N S 1. Perfectionnement aux robinets à obturateur lenti- culaire ou sphérique monté pivotant dans un corps de robinet avec interposition d'un joint circulaire d'étanchéité caractérisé en ce qu'en aval de l'organe obturateur, le corps du robinet présente un alésage dans lequel est monté de façon amovible un organe annulaire contre lequel est en appui le joint d'étanchéité et qui présente une partie sphérique épousant la forme correspondante de l'obturateur, ledit organe annulaire comportant des trous d'évent susceptibles de mettre en communication et en équilibre instantané de pression le conduit en aval du joint d'étanchéité avec un logement dans lequel est engagé ledit joint, ledit organe annulaire étant solidarisé avec le corps par un moyen situé du côté opposé au joint d'étanchéité. 2. Perfectionnement aux robinets suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le corps derrière le joint d'étanchéité des rainures mettant en communication le loge- mentprévu dans le corps pour recevoir le joint et les trous d'évent prévus dans l'organe annulaire. 3. Perfectionnement aux robinets suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que le moyen de solidarisation de l'or- gane annulaire avec le corps est constitué d'une bague élastique fendue de verrouillage disposée entre un épaulement prévu dans le corps et l'extrémité de l'organe annulaire opposée au joint, -ledit organe annulaire étant prisonnier et susceptible de venir en butée par coulissement contre l'épaulement après enlèvement de la bague. 4. Perfectionnement aux robinets suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que le moyen de solidarisation de l'organe annulaire avec le corps est constitué d'unebagoeélastiquefenxbe d'arrêt disposée de façon amovible dans une gorge aménagée dans le corps et contre laquelle est en butée du cOté opposé au joint l'or- gane annulaire. 5. Perfectionnement aux robinets suivant la revendi- cation 3, caractérisé en ce que l'organe annulaire prisonnier présente une partie cylindrique coulissant dans l'alésage du corps et une partie décolletée de moindre section située du côté de la bague de 2473 1 49 verrouillage susceptible de s'étendre au-delà de l'orifice de l'alé- sage lorsque ledit organe annulaire est en butée contre l'épaulement après démontage de la bague de verrouillage. 6. Perfectionnement aux robinets suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'organe annulaire présente une partie filetée qui est vissée dans une partie filetée correspondante du corps de robinet qui présente un épaulement contre lequel l'organe annulaire est en butée, ledit organe annulaire comportant intérieure- ment un trou multipan pour le serrage. 7. Perfectionnement aux robinets suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que le logement dans lequel est disposé le joint d'étanchéité est constitué par l'association d'un épaulement ménagé dans le corps du robinet et par un épaulement ménagé à l'une des extrémités de l'organe annulaire. 8. Perfectionnement aux robinets suivant l'une quelconque des revendications 1, 6 et 7 caractérisé en ce que l'or- gane annulaire comporte des conduits ou fentes mettant en communi- cation les trous d'évent avec le logement dans lequel est disposé le joint d'étanchéité. 9. Perfectionnement aux robinets suivant la reven- dication 6, caractérisé en ce que l'organe annulaire présente un filetage conique par lequel il est vissé dans une partie filetée correspondante du corps, ledit organe annulaire présentant une partie de grande section ayant une surface radiale venant en butée contre un épaulement du corps et une partie de section réduite dont l'extré- mité est en contact avec le joint. 10. Perfectionnement aux robinets suivant les reven- dications 6 et 9, caractérisé en ce que l'organe annulaire présente à l'une de ses extrémités une fente pour l'utilisation d'un tourne- vis. 11. Perfectionnement aux robinets suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'organe annulaire est constitué d'une bague fendue déformable radialement et engagée élastiquement dans un alésage du corps présentant à l'une de ses extrémités un épaulement contre lequel est en butée l'une des extrémités de l'or- gane annulaire. 12. Perfectionnement aux robinets suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le corps de robinet comporte des brides d'assemblage et le joint annulaire de la bride disposé dans un logement du corps est en appui contre une partie en contre-pente conique conformée à l'extrémité de l'organe annulaire s'étendant à l'extérieur de l'alésage du corps, ledit joint assurant le maintien de l'organe annulaire lors du démontage du robinet. 13. Perfectionnement aux robinets suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité présente une section circulaire, carrée, à lèvre ou polygonale.