Brevet FR2496218A1 — publié le 19820618

La présente invention se rapporte à un robinet à obturateur tournant fendu lubrifié, nouveau et perfectionné, qui peut être utilisé sur des conduites de fluide à haute pression pour cormander l'écoulement à travers ces conduites. L'état de la technique souvent recommandé pour des groupes de chauffage et d'autres traitements, pour des réseaux collecteurs, pour des installations de recyclage et de dégazolinage,pour des obturateurs anti- éruption et pour d'autres applications, dans lesquelles on commande l'écoule- ment d'un fluide de travail à une haute pression dans l'in- tervalle de 200 à 400 bars, comprend un robinet à tournant lubrifié. Un exemple d'un tel robinet typique connu est donné par le brevet des EtatsUnis d'Amérique 2 269 887 auquel on se référera. Les robinets connus du type employé dans des réseaux o des pressions notables sont commandées utilisent des obturateurs tournants qui tendent à être poussés contre le joint d'aval dans le corps de robinet de sorte qu'il devient virtuellement impossible d'ouvrir l'obturateur tour- nant du robinet sans injecter un lubrifiant ou un agent d'tétanchéité. Une tentative pour résoudre ce problème dans l'état de la technique est représentée par le robinet du brevet des Etats-Unis d'Amérique 2 269 837. Ce robinet utilise des rainures lubrifiantes et d'étanchéité en coopération qui sont établies à la fois à la surface périphérique de l'obturateur tournant et sur la surface interne du corps de robinet. De cette façon, des rainures en communication par chevauchement encerclent complè-tement l'orifice aval en position d'ouver- ture en permettant ainsi un accès du lubrifiant et en diminuant le coupile nécessaire pour fermer le robinet. Ces robinets typiques connus nécessitent cependant un alignement correct d'une rainure sur la surface périphé- rique extérieure de l'obturateur tournant du robinet et d'une rainure ménagée sur la surface interne du corps de robinet et un écoulement contlnu de lubrifiant de la première rainure à la seconde pour assurer la lubrification complete. Par suite des -ressions refoulant le lubrifiant à travers ces rainures et la difficulté d'alignement des rainures, il y a une chute de pression notable entrainant une lubriflca- tion incomplete. En outre, le fluide à haute pression s 7o acoulant ou' de!'obturateur de robinet tend à balayer le u-brifant e.n le chassant de ces rainures et en compro- mettant la fonction du système de lubrification dans le robinet t-pVique connu. Un. autre problème qui se présente avec les robinets typiques cornnus du type représenté dans le brevet 2 269 887 cité ci-dessu consiste en ce qu'un réservoir est inclus dans le corps de robinet pour fournir du lubrifiant aux rainures. Le eréservoir comprend un plongeur qui est placé sous la pression de la conduite d'aval pour agir contre le luDrifiant en ie refoulant dans la rainure; cependant, sur 1ue période de temps, la pesanteur agit sur le plongeur de mai ère à créer des vides entre le plongeur et le lubrifiant l'intérieur du réservoir, ce qui aboutit à une lubrifica- tion inadéquate âmme quand le robinet est fermé. En consé- quence, avant d'ouvrir ou de fermer le robinet connu, on doit refouler du lubrifiant sous pression dans le réservoir pour augmenter la pression jusqu'au niveau désiré et pour obtenir la lubrification. Un but de la présente invention est de proposer un robinet lubrifié nouveau et perfectionné à utiliser dans les conduites à haute pression et pour des applications comparables. Un autre but de la présente invention est de propo- ser un robin.et nouveau et perfectionné pour des conduites à haute pression e.mployait un robinet à obturateur tournant fendu qui ne necessite pour la luborification que des rainures ménagées sur lIburaveur tournant fendu. Encore u. autre but de la présente invention est de proposer Bu robiet nouveau et perfectionné emrployé sur les conduites a haute pression et comprenant un obturateur tournant fendu qui est lubrif--ié par un système qui n'est pas eéav.orale.=..e.. az Zecté par' la pesanteur. La -prsente.invention se rapporte à un robinet nouveau et perfecoionné de type lubrifié qui peut être employé sur des coduites de fluide à haute pression telles que des réchauffeurs ou des groupes pour d'autres traite- menms, des réseaux collecteurs et des installations de recyclage et de déazoirnage. Ces robinets sont typiquement employés sur des conduit-es de fluide o règne une pression de travail dans l'intervalle de 200 à 400 bars. Le robinet de la présente invention comprend un corps de robinet avec un premier orifice et un second destinés à être raccordés à une conduite de fluide à haute pression. Une chambre est délimitée à l'intérieur du corps de robinet et un obturateur cylindrique fendu est monté pour tourner à l'intérieur de la chambre. Une tige de robinet est montée pour tourner dans le corps de robinet et est raccordée à l'obturateur cylin- drique pour permettre la ro ation de celui-ci. L'obturateur cylindrique fendu comprend un passage cylindrique avec une première entrée et une seconde aux extrémités opposées de cet obturateur. L'obturateur comprend une première moitié et une seconde délimitées le long d'un plan oblique à travers le passage cylindrique. De cette manière, la première moitié d'obturateur comprend une majori- té de la première entrée et une minorité de la seconde tandis que la seconde moitié de l'obturateur comprend une majorité de la seconde entrée et une minorité de la première. De cette manière, on peut fabriquer, sur la surface périphérique de chacune des deux moitiés d'obturateur, des rainures entourant la majorité de la première entrée sur la première moitié d'obturateur et la majorité de la seconde entrée sur la seconde moitié d'obturateur. Les rainures sont identiques sur chaque moitié d'obturateur et chacune communique avec un passage s'étendant dans chaque moitié d'obturateur en provenant d'un réservoir de lubrifiant. Un plongeur est nmonté à l'intérieur de chaque réservoir et est exposé à la pression de la conduite au-dessus de lui et au lubrifiant au-dessous de telle sorte que la pression de conduite et la pesanteur agissent pour déplacer le plongeur en refoulant le lubrifiant dans les rainures pour assurer la lubrification désirée. Les buts et avantages ci-dessus ainsi que d'autres et des caractéristiques complémentaires de l'invention appa- raftront d'après la description détaillée suivante de la forme d'exécution de l'invention représentée au dessin annexé dans lequel: la figure I est une vue en perspective de l'obtu- rateur tournant fendu construit selon les principes de la présente invention; la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 montrant les moltiés qui constituent l'obturateur fendu représenCé sur la figure; La figure 3 est une coupe verticale du robinet construit selon les principes de la présente invention en position d'ouverturz e; et la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 mais montrant le robinet en position de fermeture. Er. référence aux figures 3 et 4, on a représenté un robinet a obturateur tournant fendu et lubrifié, indiqué de façon gérérale en 10. Le robinet 10 peut être employé dans une conduite à haute pression avec un fluide de travail typiquement sous une pression de l'intervalle de 200 à 400 bars pour commander l'écoulement du fluide à travers la conduite. Par s-ui'e de la pression élevée dans la conduite à laquelle le robinet est raccordé, ce robinet est soumis à des pressions d'aval notables entraînant un fonctionnement difficile. Pour résoudre ce problème, le robinet 10 comprend un système de lubrification pour permettre une facilité de fonctionnement du robinet dans des conditions de pression élevée. Le robinet 10 comrprend un corps de robinet 12 avec une première ouverture filetée 14 et une seconde 16 qui sont destinées à se raccorder par vissage à une conduite dont le débit est destiné à être commandé par le robinet 10. LTe robinet 10 co.prend aussi une ouverture 18 pour doniner accès à une chambre intérieure indiquée de façon générale en 20 et ménagée r intérieur du corps de robinet 12. L'ou- verture 18 est fermée par un fond fileté 22 qui comprend un oient de fond ou anneau torique 24 pour s'opposer à une fui te. Le cov-s 12 co.mprend de plus une ouverture 26 o; e à -séa a uveçrure 18 et commmuniquant avec la charmbre 20 en permettant la rmise en place d'une tige indiquée de façon générale en 28. La tige 28 comprend une partie allongée ou poignée 30 qu stétend en dehors de l'ouverture 26 et peut être actionnée par -un outil ou par une roue pour permettre la rotation de la tige28 par rapport au corps 12. La tige 28 comprend a opposé de la partie 30 une extrémité four- chue 32 en coopération avec des éléments d'actionnement 34 et 36 écartés l'-an de l'autre à une distance approximati- vement écale au diamètre de la partie allongée 30. Pour permettre la rotation de la tige 28 dans l'ouverture 26, un palier de tige 338 est placé autour de la partie 30 à l'inté- rieur de l'ouverture 26 et un anneau torique ou un joint de tige 40 est placé dans une gorge 42 ménagée dans la tige 28 pour empêcher un écoulement autour de la tige lors de sa rotation. Pour aider aussi la rotation de la tige 28, un palier de butée 44 pour la tige est placé entre les surfaces supérieures des éléments d'actionnement 34, 36 et le corps 12. La tige 23 est maintenue en position à l'intérieur des différents élé1enmts décrits par un collier d'arrêt 46 et par un anneau d'enclenchement 48 retenant le collier en étant placé au-dessus de l'ouverture 26 et du logement du corps 12. L'assemblage décrit établit une tige 28 maintenue avec sécurité qu'on peut faire tourner à l'intérieur du corps 12 sans fuite autour de cette tige. Les éléments d'actionnement 34 et 36 de la tige 28 sont destinés à coopérer avec un obturateur tournant cylin- drique fendu indiqué de façon générale en 50. La fonction de l'obturateur cylindrique fendu 50 est de commander l'écou- lement de fluide à travers le robinet 10 de l'une des ouver- tures 14 et 16 à l'autre ouverture à travers la chambre 20. Comme on le voit au mieux sur les figures 1 et 2, l'obtura- teur cylindrique fendu 50 comprend un trou cylindrique 52 qui le traverse. Dans la forme d'exécution préférée repré- sentée, le trou cylindrique 52 s'étend suivant un diamètre de l'obturazeur cylindrique fendu 50. Selon une caractéris- tique importance de la présente invention, l'obturateur fendu 50 est divisé en deux le long d'un plan passant obli- quemen-t à travers cet obturateur de robinet 50 et à travers le trou ou passage 52. Par exemple, le plan oblique peut être à un nle de 450 par rapport au diamètre de l'obtu- rateur 50 constituant l'axe du passage ou de l'alésa&e cylindrique 52. En coupant ou divisant en deux l'obturateur fendu de robinet de cette manière, on forme deux moitiés d'obturateur 54 et 56. Comme on Le voit au mieux sur la figure 2, la moitié 54 comprend ule majeure partie d'une première entrée 58 pour le passage 52 et une mineure partie d'une seconde entrée 60 du passage cylindrique 52. Inversement, la moitié 5N comprend une minieure partie de l'entrée 58 et une majeure partie de la seconde entrée 60. Par cette construc- tion, coG::e on le décrira dans la suite de l'exposé, on peut fabriquer seulement dans les moitiés d'obturateur 54 et 56 des rainures de lubrification qui entourent pratiquement la périphérie des entrées 58 et 60 en permettant le degré désiré de lubrification autour de la périphérie entière des entrées 58 et 60 sans qu'il soit nécessaire de fabriquer des passages dans la surface intérieure du corps de robinet 12 comme on l'a prévu typiquement dans le robinet connrmu. Les moitiés d'obturateur 54 et 56 comprennent chacune un taquet 62 et 64 respectivement. Les taquets 62 et 64 sont en contact avec les éléments d'actionnement 34 et 36 (figures 3 et 4) et assurent une liaison mécanique pour la tige 28 en permettant ainsi à la tige 28 de transmettre la rotation aà l'obturateur de robinet 50. Pour assurer une étanchéité de la surface périphérique de l'obturateur de robinet 50 contre la surface intérieure du corps 20, des ressorts 66 et 68o sont montés dans des alvéoles identiques et 72 ménagés dans les moitiés d'obturateur 54 et 56 et agissent pour rappeler les moitiés d'obturateur 54 et 56 à l'écart l'lune de l'autre et- au contact avec la surface inté- rieure de la coambre 20 en assurant une étanchéité inêLe quand la pression de la conduite est faible dans la tuyaute- rie à lacuelle ie robinet est raccordé. Cozmîle on Sia décrit précédemment, la rotation de l'obturateur 50 peut être difficile par suite des fortes presslons du luide de travail traversant le robinet 10. Auss, -un système de lubrification est désiré pour permiettre a rotaton de l 'o.uraeur 50 par l'utilisation de la tige 28. Les motiés d'obturateur 54 et 56 portent sur leurs surfaces périphériques des rainures identiques indiquées en 74. Chaqcue ranure 74 comprend une partie pratiquement continue ou circulaire 76 établie dans la surface des moitiés d'obturateur 54 et 56 en étant légèrement écartées des entrées 58 et 60 du passage cylindrique 52. De plus, les rainures 74 comprennent des branchements 78 et 80 qui s'étendent vers l'extérieur à partir de la rainure continue ou circulaire 76 et qui entourent pratiquement les bords supérieurs et inférieurs des entrées 58 et 60. Comme on le voit surtout sur la figure 2 et en réfé- rence particulièrement à la moitié 54, la majeure partie de l'entrée 58 est entourée par les branchements 78 et 80 et par une fraction de la partie circulaire 76 de la rainure 74. Comme on le voit aussi sur la figure 2 en référence à la moitié 56, la mineure partie de l'entrée 58 est adjacente à la rainure continue 76. Ainsi, pratiquement la périphérie entière des entrées 58 et 60 est entourée par des parties des rainures 74 et une rainure associée dans le corps de robinet 12 n'est pas nécessaire. Le lubrifiant est fourni aux rainures 74 en prove- nance d'une source extérieure telle qu'un pistolet à lubrifiant qui peut.être attaché à une monture (non repré- sentée) prévue sur le corps 12. La monture est en communica- tion de fluide avec des passages 82 et 84 prévus dans le corps de robinet 12 (figures 3 et 4). Les passages 82 et 84 sont en communication de fluide par des passages 86 et 80 respectivemrent avec des réservoirs de lubrifiant 90 et 92 respectivement, prévus dans les moitiés d'obturateur 54 et 56. Les réservoirs 90 et 92 sont en communication de fluide à leur extrémit- inférieure avec les rainures 74 par des orifices identiques 94 comme on l'a représenté sur la ligure 2 sur la moitié 54. Un orifice analogue est aussi prévu dans la rainure 74 sur la moitié d'obturateur 56. Les réservoirs 90 et 92 sont aussi en communication de fluide avec la pression de travail à travers le trou cylindrique 52 par les passages de comzmuication 96 et 98. Les réservoirs 90 et 92 comprennent aussi des plongeurs 100 et 102 montés à l'inté- rieur des rsearvoirs 90 et 92 en un emplacement au-dessous des orifices 96 et 93 et au-dessus des orifices 94. Ainsi, pour lubrifier les rainures 74, le lubrifiant est introduit dans les passages 82 et 84 et, si l'obturateur est dans sa position d'ouverture, les passages 82 et 84 et les passages 86 et 88 sont en alignement avec les orifices 94. Le ubrlfiant est alors-refoulé dans la rainure 74 et à travers les orifices 94 dans les réservoirs 90 et 92 au-dessous des plo.ngeurs 100 et 102. Dans la position de fermeture du robinet 10, les passages 82 et 134 sont en alignement avec les rainures 74 en des points écartés des orifices 94. Ainsi, le lubrifiant est refoulé d-rectement dans les rainures 74 et, après pas- sage le lon1g des rainures 74, par les orifices 94 en entrant dans les réservoirs 90 et 92. Le lubrifiant est refoulé en dehors des réservoirs et 92 sous l'influence des plongeurs 100 et 102 quand le lubrifiant des rainures 74 est entraîné ou évacué en dehors de ces ra-inures. es plongeurs 100 et 102 sont repoussés vers le bas dans les réservoirs 90 et 92 sous l'influence de la pression de vapeur passant à travers les orifices 96 et 98 et sous l'influence de la pesanteur. Par suite de l'empla- cement et de l'utilisation des plongeurs 100 et 102, si un outil ou pistolet à lubrifiant n'est pas attaché au robinet pour refouler le lubrifiant sous pression dans les - 2G rainures 74, la pesanteur agira sur les plongeurs 100 et 102 pour empacheri ces plongeurs 100 et 102 de s'écarter du lubrifiant, ce qui pourrait former des vides aboutissant à une perte de lubrifianat dans les rainures 74 en diiinuant ainsi l'utilité du lubrifiant et en rendant difficile la rotation de l'obturateur de robinet 50. En outre, par suite de l'emplacement des rainures 74 sur les moitiés d'obtura- teur 54 et 5S, il n'rest- pas nécessaire de faire chevaucher ou d'aligner les rainures sur les moitiés d'obturateur 54 et 56 avec des ralnu.es ménagées sur la surface interne de la chambre 20 com.Ie c'est nécessaire selon la construction connue. De cette mr.ière, il n'y a pas de chute notable de pression A travers des rainures alignées, ce qui assure l'établissement- du niveau de pression désiré à l'intérieur de la rainure 74 et en des emplacements qui entourent pratiquement toute la périphérie des entrées ou ouvertures 58 et 60. En conséqueince, onr évite l'effet de balayage des robinets connus et avant, -l'ouverture ou la fermeture du robinet l1_inectn de lubrifiant à haute pression dans les orifices 82 et 84 n'est pas nécessaire. Cr. com^re:arE a que L'invention n'est pas lliitée;î l'exemple d6crit cidessus et représenté au dessin et qu'on pourrait prvoir des modi-fications constructives ou adjonc- tions sans s'fcarzer du cadre de l'invention définie par les revendicatiorns annexées. R E V E N D I C A T I O N S. 1. Rob-inet comprenant un corps de robinet dé'limitant une char.bre qui est en communication avec des orifices d'entrée de fluide dans cette chambre et dans laquelle une tige de robinet es-t montée pour y tourner, caractérisé en ce cue ce robinet 2coïprend un obturateur cylindrique fendu (50) traversé par un passage cylindrique (52) avec une première entrée (53) et une seconde (60) respectivement aux extrémités du passage, ledit obturateur comprenant une première rmoitié (54) et une seconde (56) limitées par un plan oblique a travers ledit passage cylindrique (52). 2. Robinet lubrifié selon la revendication i compre- n-zt de plus pne première rainure continue (74) dans la surface périphérique extérieure de ladite première moitié d'obturateur (54) qui comprend une majeure partie de ladite première entrée (53) du passage et une mineure partie de ladite seconde entrée (60) du passage, ladite rainure continue comprenant des branchements (78, 80) qui entourent au moins partiellle,,ent ladite majeure partie de la première entrée du passage entourée par ladite première moité d'obtu- rateur. 3. Robinet lubrifié selon la revendication 2, dans lequel ladite première rainure continue comprend de plus une partie continue ménagée dans le reste de la périphérie exté- rieure de ladite première moitié d'obturateur. 4. Robi-net lubrifié selon la revendication 1 coipre- nant de plus -un prem.ler réservoir (90) et un second (92) dans cacune des moiiés d'obturateur (54-56) et un plongeur (102, 100) monté dans chacun desdits premier et second réservoirs qui co.pren-.d un moyen pour mettre en coiàmuiication le lubri-lant avec chacun desdits premier et second réser- voirs au-dessous dud-t plongeur. 5. Robi,, lubrifié selon la revendication 1, d&ns lequel ledit passage. cylindrique (52) est établi suivant un diamètre dudit ob-urateur et ledit plan oblique est à un angle de 45 par rapport audit diamètre. 6. Obturaeur de robinet comprenant un corps d'obturateur avec cavité cylindrique ménagée à travers ce corps et presenrtant une première entrée et une seconde, ledit corps d'obturateur étant fendu selon un plan oblique par rapport à cette cavité pour limiter une première moitié d'obturateur et une seconde et une première rainure continue et une seconde ménagées respectivement dans les surfaces périphériques extérieures desdites première et seconde moitiés d'obturateur, lesdites première et seconde rainures entourant pratiquement lesdites première et seconde entrées. 7. Obturateur de robinet selon la revendication 6, comprenant de plus un premier réservoir et un second mnnagés respectivement dans ladite première moitié d'obturateur et dans la seconde et un plongeur monté pour coulisser dans chacun desdizs premier et second réservoirs. &. Obturateur de robinet selon la revendication 7, comprenant de plus un premier moyen au-dessus desdits plon- geurs pour faire comimuniquer lesdits premier et second réservoirs avec la pression de la conduite dans ledit robi- net et un second moyen au-dessous desdits plongeurs pour faire communiquer lesdits premier et second réservoirs avec lesdites première et seconde rainures respectivement. 9. Obturateur de robinet selon la revendication 7, dans lequel ledit plan oblique est à 45 de l'axe longitudi- nal de ladite cavité cylindrique. 10. Robn-ret lubrifié comprenant un obturateur tour:aunt qui présente une cavité cylindrique avec une première entrée et une seconde mênagées dans ledit obturateur et qui -e compose d'une premieère moitié et d'une seconde liiit À. par un plan oblique divisant ledit obturateur, chacune clou première et seconde moitiés d'obturateur présentant une rainure continue sur sa surface extérieure avec des bronche- ments s'étendant à l'extérieur de ladite rainure continue, cette rainure continue et lesdits branchements entourauit lesdites preminre et seconde entrées de ladite cavité cylindricque. 11. Robinet a obturateur tournant selon la rïcvenudi- cation 10, comprenant de plus un réservoir ménagé dans chacune desditea preir.ère et seconde moitiés d'obturateur et un moyen pour faire communiquer chacun desdits réservoirs avec ladite rainure continue. 12. Robir.eï à obturateur tournant selon la revendicatioit 11, comprenant de plus un plongeur dans chacun desdeits reservoirs, un premier moyen pour faire communiquer avec la pression le dessus de chacun desdits plongeurs et un second moyen pour faire communiquer le lubrifiant avec - le dessous de chacun desdits plongeurs. 13. Robinet à obturateur tournant selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit plan oblique est à 45 de l'axe longitudinal de ladite cavité cylindrique.