Brevet FR2492938A1 — publié le 19820430

La présente invention est relative à un dispo- sitif de fixation d'un couvercle sur un corps, notamment sur un corps de vanne, du type comprenant un joint d'étanchéité annulaire et un organe circonférentiel rela- tivement rigide de verrouillage retenu dans une gorge et interposé entre la périphérie du corps et celle du cou- vercle. L'invention s'applique en particulier à la fermeture des vannes enterrées et soumises à des atmos- phères corrosives. Les dispositifs du type précité permettent d'éviter tout boulonnage etpar suite,toute arête vi.ve,alors que ceci, crée toujours des régions particulièrement sujettes à la corrosion. Cependant,les réalisations actuelles ne donnent pas I5 entière satisfaction.C'est ainsi que,dans un dispositif connu,on utilise comme organe de verrouillage un ressort annulaire en acier inoxydable refermé sur lui-même et re- tenu dans une demi-gorge du corps.Ce ressort empêche le soulèvement du rebord du couvercle soumis à la pression régnant dans la vanne et doit supporter ainsi des efforts importants. De plus,è ressort n'enpêche pas positivement l'enfoncement de ce couvercle dans le cas o la vanne se trouve en dépression. L'invention a pour but de fournir un dispositif de fixation bloquant tout mouvement du couvercle dans les deux sens. A cet effet, elle a pour objet un dispo- sitif de fixation du type précité, caractérisé en ce que dans chacune desdites périphéries est ménagée une demi-gorge, ces deux demi-gorges formant après assemblage une gorge de réception de l'organe de verrouillage inter- disant pratiquement tout mouvement vertical dans les deux sens du couvercle par rapport au corps. Si de plus le dispositif comprend un joint d'ob- turation de l'intervalle périphérique existant entre le couvercle et le corps, l'organe de verrouillage peut être réalisé en un matériau moins coûteux que l'acier inoxyda- ble. De préférence, pour économiser de la matière de l'organe de verrouillage,la gorge s'étend sur une partie seulement de la périphérie. L'organe de verrouil- lage peut alors être constitué par un petit nombre de tronçons de barre cylindrique rectilignes. Dans ce cas, un verrouillage positif est assuré dans les deux sens si les demi-gorges présentent une légère déviation angulaire relative dans une direc- tion perpendiculaire à la direction circonférentielle. Io L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, qui en représentent seulement un mode d'exécution. Sur ces dessins: la Fig. 1 est une vue en plan, avec arrache- ment, d'une vanne équipée d'un dispositif de fixation I5 conforme à l'invention; la Fig. 2 est une demi-vue à plus grande échel- le prise en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig.l; la Fig. 3 est une demi-vue en plan correspon- dant à la Fig. 1 du corps de vanne et du couvércle seuls; la Fig. 4 est une vue prise en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 1; la Fig. 5 est une vue de détail, prise en coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4, illustrant le verrouil- lage du couvercle; la Fig. 6 est une vue en coupe transversale du joint d'étanchéité extérieur prise suivant la ligne 6-6 de la Fig. 5; la Fig. 7 est une vue analogue à la Fig. 6 d'une variante de l'invention. En se référant aux Fig. 1 à 6, l'invention est représentée appliquée à la fermeture étanche d'une vanne 1 enterrée comportant un corps de vanne 2, un chapeau supérieur 3 et une tige de manoeuvre filetée 4 qui traverse le chapeau et, par sa rotation, déplace en translation dans le corps 2 un obturateur ou opercule (non représenté). Dans ce but, l'extrémité inférieure (non représentée) de la tige 4 est vissée dans un alésa- ge taraudé de l'obturateur ou dans un écrou solidaire de ce dernier. Comme on le voit aux Fig. 2 et 4, l'extrémité supérieure 5 de la tige 4 est lisse et traverse vers le haut un orifice central 6 du chapeau 3 qui la guide, puis un contre-alésage taraudé 7 plus large.Une collerette 8 prévue sur cette extrémité 5 est maintenue axialement contre Io l'épaulement défini par le contre--alésage 7, tout en étant libre en rotation, par la face inférieure d'un bouchon 9 vissé dans le contrealésage 7. L'étanchéité entre ce bouchon et la tige 4 est assurée par deux joints toriques 10. I5 Au-dessus du bouchon 9, la tige 4 est reliée à un dispositif de manoeuvre manuelle ou motorisée quel- conque (non représenté). Le corps de vanne 2 a en plan une forme géné- rale elliptique allongée. Son extrémité supérieure forme un renflement-l terminé par un rebord 12 rabattu vers l'intérieur et dont la face intérieure ou inférieu- re 13 est à peu près plane et horizontale. Le chapeau 3 a également en plan une forme elliptique, homothétique de celle du renflement 11. Ce chapeau comporte un moyeu central 14 traversé par l'alé- sage 6 et le contre-alésage 7, une partie intermédiaire en faible pente vers le bas reliant ce moyeu à une jupe périphérique 16 à peu près verticale dirigée vers le bas, et, en saillie extérieure sur le pourtour de l'extrémité inférieure de cette jupe, un rebord horizon- tal 17. La distance de l'extrémité libre de ce rebord 17 à l'axe X-X de la tïge de manoeuvre 4 est en tout point de la périphérie supérieure d'une grandeur constante d (Fig. 2) à la distance à cet axe de la face radialement intérieure et verticale 18 du rebord 12 du corps de vanne. La fage supérieure du rebord 17 est étagée: elle comporte une petite zone intérieure à peu près horizontale 19 et une grande zone extérieure 20 également à peu près horizontale,- située à un niveau un peu inférieur et reliée à la zone 19 par un épaulement vertical 21. Dans la zone 20 est creusé un évidement 22 à section en arc de cercle. La jupe 16, qui s'insère avec un jeu relative- ment important dans l'ouverture définie par le rebord 12, IO présente un certain nombre de saillies extérieures 23 de centrage par rapport à la face radialement intérieure 18 de ce rebord. En service, la zone intérieure 19 du rebord 17 est en appui sur la face inférieure 13 du rebord 12, I5 et un joint elliptique 24 en caoutchouc, à section à peu près circulaire, est positionné par l'évidement 22 et comprimé verticalement entre le fond de cet évidement et la face 13 du rebord 12. Le chapeau 3 est fixé au corps 2 de la manière suivante. Dans la face extérieure de la jupe 16 est creu- sée une demi-gorge 25, à section à peu près semi-circulai- re, qui s'étend symétriquement sur une partie de chaque grand côté de l'ellipse, par exemple sur environ la moitié de sa grande dimension. Au même niveau et sur la même longueur, une demi-gorge à peu près semicirculaire 26 est creusée dans la face 18 du rebord 12. Lorsque le chapeau est en place, les demi-gorges 25 et 26 se trouvent en re- gard et définissent ensemble, de chaque côté du grand axe Y-Y de 1'ellipse, une gorge circulaire 27 presque fermée qui reçoit deux éléments de verrouillage 28. Chaque élé- ment 28 est constitué d'un tronçon de barre ronde 29 en métal ordinaire dont le diamètre est légèrement inférieur à celui de la gorge 27. Les éléments 28 ont été omis à la Fig. 4 dans un but de clarté du dessin. Pour permettre l'introduction des éléments 28, un évidement 30 parallélépipédique est creusé dans la face 18 du rebord 12 au milieu de la longueur de chaque gorge 27 et débouche vers le haut. La longueur de l'évi- dement 30 est de l'ordre du tiers de celle de la gorge 27 et est à peu près égale à celle de chaque élément 28. L'assemblage est complété par un joint exté- rieur 31 en caoutchouc de section courante en T. La hampe 32 de ce T obture l'intervalle radial existant entre IO l'extrémité supérieure de la jupe 16 et celle du rebord 12, ces deux extrémités étant arrondies et recouvertes respectivement par les deux branches supérieuresdu T. Ce joint 31 a été partiellement arraché à la Fig. 1. Aux deux emplacements correspondant aux deux I5 évidements 30, et sur la même longueur, le joint 31 comporte une surépaisseur parallélépipédique 33 (non représentée à la Fig. 4) adaptée pour obturer ces évide- ments à joint étanche. On décrira maintenant le montage de la vanne. L'obturateur de la vanne est mis en place dans ses portées-guides (non représentées) prévues dans le corps de vanne. Le chapeau 3, équipé du joint 24, tourné autour de-l'axe X-X et incliné autour de son grand axe YY, est -introduit de biais dans le renflement 11 du corps de vanne, puis remis en position horizontale. Il repose alors sur le rebord inférieur sur renflement 11. La tige filetée 4 de manoeuvre est enfilée à travers le chapeau par des alé- sages 7 et 6 et vissée à fond dans l'alésage taraudé de l'obturateur ou dans l'écrou solidaire de celui-ci. te bouchon 9 avec ses garnitures d'étanchéité est ensuite vissé dans le contre-alésage 7 du chapeau 3 jusqu'à ce que la collerette 8 de la tige de manoeuvre 4 porte sur l'épaulement du contre-alésage 7 du chapeau par sa face inférieure et sur le bouchon 9 par sa face supérieure, rendant le chapeau solidaire en translation de la tige de manoeuvre 4. Cette dernière est alors ac- tionnée dans le sens correspondant àson dévissage, ce qui a pour effet de lui communiquer une translation vers le haut en entraînant avec elle le chapeau dans le même déplacement. Le chapeau 3 vient ainsi en contact car la zone 19 de son rebord 17 contre la face d'appui 13 du corps de vanne, en comprimant le joint 24 d'une manière limitée par la butée des faces 19 et 13 l'une sur l'au- tre. Io On introduit alors, de chaque côté du grand axe Y-Y, deux éléments 28 de verrouillage. Ces éléments 28 sont introduits dans l'évidement 30 correspondant, puis poussés dans la gorge 27 de part et d'autre de cet évide- ment, comme illustré à la Fig. 5. Enfin, on met en place I5 le joint extérieur 31, en introduisant chaque surépais- seur 33 de celui-ci, dans un évidement 30. Ainsi, chaque surépaisseur 33 retient deux éléments 28 dans leur gorge 27 tout en les protégeant de façon étanche contre la pénétration dans cette gorge de fluides extérieurs éven- tuellement corrosifs. Il est clair que le chapeau 3 ne peut alors se déplacer ni vers le haut ni vers le bas par rapport au corps 2.Ce résultat est obtenu très économiquement: les pièces 2 et 3 sont brutes de moulage, le seul usinage nécessaire concernant le guidage étanche de la tige 4 -dans le chapeau 3 (et éventuellement des brides -de raccordement du corps 2 à des tuyaux), et non le dispositif de fi a- tion de ce derniersur le corps 2; le verrouillage est assuré par de courtes longueursde barre ronde 28 en un métal (par exemple en acier) peu coûteux, non nécessai- rement inoxydable. Il est à noter qu'en cas de sururession- à l'intérieur du corps 2, le joint intérieur 24 est poussé vers l'axe X-X. Par conséquent, il a tendance à augmenter sa compression, et son déplacement est limité de façon -sûre par l'épaulement 21. De plus, l'absence d'arête ext&- rieure vive sur le corps et sur le chapeau rend facile le revêtement efficace de la vanne avec une couche pro- tectrice anti-corrosion. La variante de la Fig. 7 ne diffère de la pré- cédente que par le fait que les demi-gorges 25, au lieu d'être rigoureusement en regard, sont légèrement déviées angulairement dans un plan vertical en formant l'une par rapport à l'autre un angle cU IO axes des demi-gorges se croisant au milieu de leur lon- gueur, c'est-à-dire au centre de l'évidement 30. Lors du verrouillage du chapeau, les éléments de verrouillage 28 sont introduits à force dans les deux logements ainsi formés, ce qui supprime tout jeu vertical entre le cha- I5 peau et le. corps de vanne. On remarque que les dimensions du renflement 11 du corps 2 et l'excentricité de l'ellipse de la vanne, vue-en plan, doivent être suffisantes pour permettre l'introduction du rebord 17 du chapeau 3 sous celui 12 du corps 2. Dans l'exemple représenté, le rapport petit axe/grand axe est compris entre 2 et 3 pour le chapeau 3, et il est un peu inférieur à 2 pour le renflement 11 du corps 2. Dans tout ce qui précède, on a supposé vertical l'axe X-X de la tige de manoeuvre 4. Cependant, il est clair que êet axe peut avoir, en service, toute orienta- tion appropriée. En variante, le joint extérieur 31 peut être remplacé par un autre type de joint,par exemple par un anneau élastique (non représenté) de hauteur relativement grande enfilé par le haut sur la vanne et s'appliquant élastiquement sur la surface extérieure du rebord 11 et sur la région extérieure de la partie 15 du chapeau 3. - REVENDICATIONS - 1.- Dispositif de fixation d'un couvercle sur un corps, notamment sur un corps de vanne, du type com- prenant un joint d'étanchéité annulaire et un organe circonférentiel relativement rigide de verrouillage retenu dans une gorge et interposé entre la périphérie du corps et celle du couvercle, caractérisé en ce que dans chacune desdites périphéries (16, 18) est ménagée une demi-gorge (25) , ces deux demi-gorges formant après assemblage une gorge (27) de réception de l'organe de IO verrouillage (28) interdisant pratiquement tout mouvement vertical dans les deux sens du couvercle (3) par rapport au corps (2). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque demi-gorge (25) forme une I5 partie de demi-cercle symétrique par rapport au plan de la gorge (27). 3.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un joint (31) d'obturation de l'intervalle périphérique existant entre le couvercle (3) et le corps (2). 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la gorge (27) s'étend sur une partie seulement de la périphérie. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que dans l'une (18) des deux périphé- ries (16, 18) est ménagé un évidement (30) destiné à l'introduction de l'organe de verrouillage (28). 6.- Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (33) de retenue circonférentielle de l'organe de verrouillage (28) disposés dans ledit évidement (30). 7.- Dispositif suivant les revendications 3 et 6 prises ensemble, caractérisé en ce que les moyens de retenue (33) sont constitués par une surépaisseur du joint (31) qui obture leditévidement (30) à joint étanche. 249-2938 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (28) est constitué par un petit nombre de tronçons debarre cylindrique rectilignes. 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les demi- gorges (27) présentent une légère déviation angulaire relative ( dans une direction perpendiculaire à la direction circonférentielle. Io 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la périphérie (16) du couvercle (3) comporte une bordure (17) qui s'insère sous un rebord intérieur (12) du corps (2), un joint périphérique (24) étant comprimé axialement entre I5 cette bordure et ce rebord. 11.- Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la bordure (17) comporte un gradin intérieur en appui contre l'extrémité libre du rebord (12) du corps (2) et une empreinte circonférentielle (22) de positionnement du joint périphérique (24). 12.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 a 11, caractérisé en ce que le couvercle (3), vu en plan, a une forme à peu près elliptique très allongée, tandis que le corps (2) présente à son entrée un renflement (11).