Brevet FR2479940A1 — publié le 19811009

1.- 2479940 La présente invention concerne, d'une manière générale, des robinets destinés à arrêter, limiter ou ouvrir le passage d'un fluide. Le fluide peut être du gaz, de la va- peur ou du liquide. Toutefois, le robinet selon l'invention, est spécialement adapté à un fluide liquide. Les robinets traditionnels sont équipés d'un c8ne mobile qui fait fonction d'organe de fermeture. Le c8ne présente un passage transversal permettant d'ouvrir, de limiter ou d'arrêter l'écoulement du fluide à travers le robinet, selon la position choisie du cône obturateur par rapport au siège de ce c8ne prévu dans le corps du robinet. Pour régler le débit du fluide, il suffit de tourner le cône de robinet autour de son axe, selon les besoins. En raison des rotations répétées du cône obtu- rateur dans son siège, un joint étanche ne peut pas être tou- jours garanti, de sorte que des fuites de fluide se produisent assez souvent. Pour obtenir un joint étanche entre le cône du robinet et son siège de logement ajusté, il est nécessaire d'ap- pliquer une grande force sur le câne pour que celui-ci exerce une forte pression sur son logement. Cette situation conduit fréquemment à des dommages mécaniques généralement localisés des surfaces de joint. Néanmoins, ce type de robinet présente l'avan- tage, en position tout à fait ouverte, de laisser passer le fluide pratiquement sans perturbation. On connalt un autre type de robinet, quelque peu semblable au modèle objet de l'invention. Ce robinet com- porte une pièce coulissante comme organe obturateur; cette piè- ce étant mobile perpendiculairement au passage du fluide, qui s'effectue transversalement à travers le corps de robinet. Il faut mentionner toutefois que chacune des deux surfaces de siège est plut8t étroite, en raison de sa disposition dans un plan idéal qui coïncide avec une surface opérationnelle en forme de coin de l'organe obturateur. Dans ce cas, toutefois, une con- centration locale de tensions, d'usure et de pertes de liquides ne peuvent être évitées sur les surfaces de siège de l'organe obturateur après un long usage et en cas d'emploi fréquent du robinet. L'invention a pour but de créer un robinet com- 2.- binant le mode de fermeture à glissière avec le mode de ferme- tture à c6ne, dans une disposition assurant de plus larges sur- faces de siège de l'organe obturateur, un passage plus uniforme du fluide et une manoeuvre plus aisée pour l'ouverture et la fermeture. Dans ce but, le robinet de l'invention est caractérisé par un corps pourvu d'un passage transversal de fluide; un organe obturateur mobile, sans pouvoir tourner dans le corps de robinet, perpendiculairement au passage du fluide, et pouvant être maintenu en toutes positions, entre la position fermée et la position entièrement ouverte, cet organe ayant une forme voisine de la forme cylindrique avec une conicité maxima- le de 1/10; et un mécanisme de manoeuvre du robinet monté à ro- tation sur le corps et coopérant avec le c8ne d'obturation par un filetage. Le c8ne obturateur mentionné, est doté de deux tétons disposés diamétralement, et engagés pour glisser le long de deux rainures parallèles, prévues dans le corps du robinet perpendiculaires à la direction de passage du fluide. L'organe obturateur peut être creux afin de laisser un espace disponible pour permettre au fluide restant durant la dernière phase de fermeture du robinet, de s'échapper vers cet espace, la manoeuvre de fermeture du robinet étant ain- si rendue plus facile. Le bord de l'organe obturateur tourné vers le passage du fluide, a, de préférence, un profil concave de telle sorte que, lorsque l'organe est totalement ouvert, l'écoulement du fluide s'établisse sans aucune perturbation. Chacune des surfaces de siège de l'organe obtu- rateur définit pratiquement et partiellement l'ouverture d'en- trée et respectivement l'ouverture de sortie pour le fluide, ces ouvertures étant alignées suivant l'axe du corps du robinet. Chacune de ces surfaces de siège idu c8ne a pratiquement la forme d'un anneau circulaire développé sur une enveloppe de cylindre légèrement conique, dont la surface constitue une partie opé- rationnelle de l'obturateur. De cette façon, la surface de siège sur l'organe obturateur peut être substantiellement accrue par rapport à celle d'un robinet obturateur coulissant de même débit. Cet avantage airsi que d'autres Particularités 3.- du nouveau robinet, résultent de la description déta ée et des dessins annexés, concernant des exemples de réalisation, non limitatifs, de l'invention. - la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un exemple d'exécution de l'invention, - la figure 2 est une vue latérale en coupe partielle de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective de l'ensemble du robinet, une partie étant coupée ou brisée. Le corps de robinet 1, de préférence en une résine dure, telle que le chlorure de polyvinyle, une composi- tion de chlorure de polyvinyle-urée ou similaire, comporte des ouvertures respectives d'entrée et de sortie 101, 102 alignées entre elles. Les parois intérieures 101a, et 102b de ces ouver- tures sont de préférence coniques vers l'intérieur du robinet, afin de correspondre de façon optimale aux extrémités mâles des tuyaux de raccordement (non représentés). Entre les ouvertures 101, 102, pour le fluide, le logement de l'organe obturateur est normalement en commutation avec une cavité 103a peu profonde, prévue dans l'embase 113 du corps de robinet 1. Au milieu de cette cavité, une ouverture conique de drainage 104 est norma- lement fermée par une vis de fermeture 105. Comme indiqué, le corps de robinet ne comporte normalement pas de brides de rac- cordement pour les tuyaux. Le corps du robinet 1 comprend une partie supé- rieure de prolongement 106, formée essentiellement par un cy- lindre creux dont la fonction est de supporter et guider la tige de l'organe obturateur. Cette partie supérieure 106 comprend une bride d'extrémité 107 et un alésage cylindrique 108 pourvu d2une paire de rainures de guidage diamètralement opposées t09a, et 109b. L'extrémité de la pièce 106 est fermée par un couvercle plat 4. Un anneau "0" 9 rend étanche le joint entre la bride 107 et le couvercle 4. L'organe obturateur 2, de préférence en matières plastiques dures comme indiquées ci-dessus, est constitué colme un corps creux, approximativement cylindrique avec une conicité de l'ordre de 1/30 à 1/10. Cet organe est guidé sans pouvoir tourner. La figure 1 représente l'organe obturateur dans sa position fermée; le tracé en traits-rpoints indique sa position 4.- ouverte déplacée vers le haut. Les surfaces d'assises pour l'organe obturateur ont la forme d'anneaux 200a et 200b occupant une partie de la paroi latérale annulaire de la cavité mentionnée 103a et défi- nissant pratiquement la chambre d'obturation 103 dans sa fonc- tion. Les surfaces de siège 200a et 200b sont des surfaces cor- respondantes prévues sur la surface extérieure de l'organe obtu- rateur 2, de manière à établir efficacement un joint étanche au fluide quand l'organe est amené en position de fermeture comme indiqué en trait plein sur les figures 1 et 2. L'organe obturateur est formé, à son extrémité supérieure, avec deux tétons 2a et 2b, placés diamétralement et saillants vers l'extérieur, qui sont engagés et peuvent glisser dans des rainures 109a et 109b respectivement. L'organe obtura- teur peut ainsi glisser verticalement entre une position supé- rieure entièrement ouverte représentée en traits-points et une position inférieure, entièrement fermée représentée en trait plein, l'organe étant empoché de tourner autour de son axe au cours de ce déplacement. L'organe obturateur est en forme de cylindre à alésage, dont la partie supérieure 2c est filetée intérieurement et la partie inférieure 2d est lisse. La tige de manoeuvre 3 du-robinet porte à son extrémité supérieure 3a, un volant à main 6, une portion de bride élargie 3b maintenue de manière à pouvoir tourner entre la pla- que du couvercle 4 et une bague de serrage 5 engagée par fileta- ge avec le couvercle. Une bague de palier 3c passant à travers le perçage axial 4a du couvercle 4 et porte des joints toriques 7 pour établir un joint sur le couvercle. Enfin, un filetage mâle 3d coopère avec le filetage femelle 2c de l'alésage de l'organe obturateur 2. Il est clair qu'en tournant la tige 3 dans l'une ou l'autre direction à l'aide du volant 6, l'organe obturateur 2 est déplacé vers le haut ou le bas, respectivement, sans tourner sur lui-même. Bien que n'étant pas représentée, l'extrémité supérieure de la tige de manoeuvre 3 est réduite de diamètre et est filetée pour recevoir un écrou 12 destiné à fixer le volant 6 à la tige 3, de manière connue. Une rondelle élastique 11 em- oeche l'écrou 12 de se desserrer. Corse le montrent les dessins, le corps du robinet ,- 1, n'a ni brides ni vis de raccord Tour le raccordement de cha- que côté des tuyaux d'entrée et de sortie du fluide (ces tuyaux ne sont pas représentés). Le corps de robinet l est ainsi réalisé dans sa forme la plus simple. Pour réaliser les raccordements entre le corps de robinet et les tuyaux de chaque c8té, ces tuyaux sont équipés de brides, pourvues chacune de nombreux perçages à travers lesquels des boulons longs serrent l'une sur l'autre, les deux brides latérales pour un raccordement so- lide. Ces brides de tuyaux (non représentées) sont placées au préalable en contact étroit avec les surfaces extérieures ver- ticales planes 111 et 112 du corps de robinet autour des ou- vertures d'entrée et de sortie 101 et 102 respectivement. Les boulons de serrage passent, dans ce cas, à c8té et autour du corps de robinet sans le toucher lui-même. Le robinet décrit fonctionne de la manière sui- vante: Quand le robinet doit être fermé, on tourne le volant 6 dans une certaine direction, par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre, vu du dessus, ce qui entra ne la tige 3 à tourner, sans faire de déplacement vertical comme cela a été indiqué ci-dessus, L'organe obturateur 2.ne peut pas tourner et descend par suite de la rotation de l'axe fileté, par exemple de sa position la plus élevée indiquée en traits points sur les figures 1 et 2, vers sa position la plus basse indiquée en trait plein. Juste avant que l'organe obturateur ne prenne la position complètement fermée, le fond de l'organe vient en contact avec une surface de paroi circulaire 200b, légèrement conique de la cavité 114 du fond 113 du corps du robinet; une partie du liquide y est retenue et dans le cas des robinets traditionnels, ce petit volume liquide exercerait, par suite de la compression, une grande force qui s'opposerait à la fermeture totale du robinet. Par contre, dans le robinet de l'invention qui présente un organe obturateur creux, l'espace concentrique creux 2f communiquant avec le fluide de la cavité, ce fluide peut s'y échapper. Quand l'organe obturateur est placé dans sa position totalement fermée, le passage de fluide est coupé entre la chambre de fermeture 103 et les deux ouvertures d'entrée et 6o.- de sortie 101 et 102, de sorte que le passage du fluide à tra- vers le robinet est complètement arrêté. lorsque le robinet doit être ouvert, le volant 6 est tourné en sens opposé, c'est-à-dire en sens contraire des aiguilles d'une montre. L'axe fileté tourne avec lui et soulève ainsi l'organe obturateur de la position complètement fermée à sa position complètement ouverte. Naturellement l'organe ob- turateur peut être arrêté dans une position intermédiaire demi- ouverte si on le désire. Dans la position complètement ouverte de l'orga- ne obturateur, qui possède un arrondi concave 2e sur son fond, l'écoulement du fluide à travers le passage formé dans le corps du robinet, n'est pratiquement perturbé d'aucune façon. L'expérience a montré que les pertes au passage du fluide sont plus faibles que dans le cas des robinets connus jusqu'à maintenant. 7.- R E V E N D I C A T I 0 ON S 1.- Robinet d'arrêt pour fluide liquide, compre- nant un corps (1) avec un passage de fluide (101 102) à travers lui, caractérisé par un organe obturateur (2) mobile sans pouvoir tourner perpendiculairement à la direction de passage du fluide, pouvant être maintenu en toutes positions entre les positions extrêmes, complètement fermé et complètement ouvert par rapport au passage du fluide; cet organe obturateur ayant une forme pres- que cylindrique avec une conicité de 1/5 au maximum, avec un mé- canisme (3, 6) de Manoeuvre de l'organe obturateur, capable de rotation par rapport au corps du robinet et coopérant par un filetage (3d, 2c) avec l'organe obturateur. 2.- Robinet selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que l'organe obturateur est doté de deux tétons dia- mètralement opposés qui sont engagés pour glisser dans deux rai- nures de guidage parallèles dans la surface intérieure du corps et perpendiculaires à la direction de passage du fluide. 3.- Robinet selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe obturateur est creux pour former un volume permettant au fluide restant rassemblé dans une cavité, d'échapper à la compression, facilitant ainsi la fermeture du robinet. 4.- Robinet selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que le bas de l'organe obtura- teur est de forme concave. 5.-Robinet selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que chacune des surfaces de siège pour l'organe obturateur, définissant partiellement les ouver- tures d'entrée et de sortie du fluide dans le corps du robinet, a pratiquement la forme d'un anneau circulaire développé sur une surface légèrement conique proche de l'enveloppe d'un vrai cylindre, cette surface constituant une partie fonctionnelle de l'organe obturateur.