Brevet FR2509826A1 — publié le 19830121

La présente invention concerne un volet obtura teur pour conduites d'air, notamment de grand diamè tret installé sur un arbre qui traverse la paroi de la conduite et est monté dans des paliers près de cette paroi. Le problème auquel l'invention a apporté une solution consistait à créer un volet obturateur du genre décrit ci-dessus qui soit en mesure d'assurer une obturation étanche même dans des conduits de grand diamètre, qui soit d'un fonctionnement sur, facile à fabriquer et à mettre en place dans la conduite. La solution à laquelle l'invention est arrivée est caractérisde par le fait qu'au-delà du bord du volet obturateur s'étend un disque élastique qui, en positinn fermée de ce volet, est recourbe jusqu'à venir s'ap- pliquer, au moins approximativement, lebng d'une zone de la paroiintérieure de- la conduite. I.a partie recourbée de ce disque élastique résoud le problème avec des effets divers Elle présente pratiquement la plus grande courbure possible du bord du disque élastique, puisqu'à partir du plan de ce disque perpendiculaire à l'axe de la con duite le bord est dévié de 900 pour devenir parallèle à cet axe, ce à quoi correspond une longueur également relativement grande de la lèvre d'étanchéité ainsi for- niée, augmentée en plus de la longueur de la partie de cette lèvre qui est appliquée à la paroi de la conduite, parallèlement à l'axe de cette dernière. Grace à cette disposition l'étanchéité est assurée en toute certitude même lorsque la section de la conduite présente des irrégularités assez grandes, c'est-àedire lorsque cette section s'écarte de la forme circulaire ou de toute au tre forme prévue. Ceci est d'autant plus important que la section de la conduite est plus grande. En meme temps, la partie recourbée du disque élas tique fait que la force d'application de la lèvre d'é tanchéité contre la paroi de la conduite se trouve limi tée à la contrainte de flexion imposée à cette partie du disque, ce qui exclut les efforts de refoulement beaucoup plus grands engendrés par une courbure plus faible, voire nulle. La contrainte de flexion su*it à assurer l'étanchéité. Cela aussi est particulièrement important dans le cas de conduites de grand dia métls, où en plus de la grande longueur ciroonférentielle à rendre étanche les bras de levier agissmlt entre le pourtour de la conduite et celle du v6Lt devien- nent plus grands. Dans le même esprit, ceci a des répercussions d'une portée encore plus grande lors de l'ouverture du volet, car dans ce cas les efforts de refoulement se trouveraient encore une fois multipliés. Ceci mis à part, la naissance d'efforts de refoulement relativement grands lors de l'ouverture du volet est empêchée par le fait que par suite de la courbure du bord du disque élastique jusqu'à devenir parallèle à 7'axe de la conduite la force que le frottement a à vaincre se trouve dirigée et attaque dans une grande mesure ou entièrement dans la direction du déplacement parallèlement à la paroi de la conduite, de sorte que perpendiculairement à la paroi de la conduite une composante de force qui augmenterait le frottement est pratiquement négligeable.Enfin, le coefficient de frottement est, dans le cas d'un contact entre des surfaces, plus faible que dans le cas d'un contact d'une araete oentre une surface. Le disque élastique, par exemple en caoutchouc de silicone ou de néoprène, s'étend de préférence sur toute la surface du volet et est interrompu tout au plus par endroits pour des moyens de fixation. Ainsi sont exclus d'emblée tous autres points de fuite possibles tels que c eux que pourrait constituer par exemple le pourtour intérieur d'un disque d'étanchéité annulaire. Il y a intérêt à ce que le disque élastique soit enserré entre deux disques erôle qui composent par ail leurs le volet obturateur proprement dit. Dans une forme d'exécution particulièrement avantageuse de l'invention, le volet obturateur est, avec le disque élastique, retenu centré dans la section de la conduite, de sorte que tout autour sont assurées pour le disque élastique des conditions de flexion et de contact uniformes le ng de la paroi de la conduite, au moyen d'au moins un palier à billes formé entre l'arbre et une douille située à l'extérieur sur la paroi de la conduite, les billes de ce palier étant d'une part retenues entre un épaulement annulaire du côté intérieur de la dite douille et une bague de contreappui logée de préférence par vissage, dans la douille, d'autre part engages dans une gorge annulaire ménagée dans le pourtour de l'arbre. Cette construction représente un palier à la fois radial et axial extrêmement simple, particulièrement approprié au but visé ici et dans lequel la retenue axiale est bilatérale. Particulièrement avantageuse est une forme d' exécu- tion plus élaborée du palier à billes selon l'invention dans laquelle le dit épaulement annulaire présente une inclinaison vers l'intérieur à partir du pourtour et de l'extrémité extérieure de la douille, et/ou dans laquelle la bague de contre-appui présente une surface d'appui ayant une inclinaison radiale ven l'intérieur à partir du pourtour et de l'extrémité intérieure de la douille. Mis à part le fait que l'inclinaison eorrespond à la fonction de retenue radiale et axiale, les dispositions de cette forme d'exécution permettent un assemblage extrêmement simple t il suffit de laisser tomber les billes entre l'arbre et le pourtour de la douille élargi au-dessus de l'épaulement, puis de visser la bague de contre-appui ; au plus tard lorsque cette dernière rencontre les billes durant son vissage, cellesci se trouvent repoussées radialement vers l'intérieur dans la gorge annulaire grace à l'inclinaison de la douil- le et/ou de la bague, et elles centrent cette gorge tant radElement qu'axialement. Pour que le palier 8 billes soit d'une fabriea- tion particulièrement simple. économique et facilE b assembler, l'invention prévoit en outre que la dite douille se décompose en une douille intérieure qui traverse la paroi de la conduite et, par une collerdF te. est appliquée contre la paroi intérieure de la conduite, et en une douille extérieure plus longue et vissée de l'extérieur sur cette douille intérieure jusqu'au contact de la paroi extérieure de la conduite, 1 'xtrémité extérieure de la douille intérieure formant le dit épaulement tadis que la bague de contre-appui est vissée dans la douille extérieure et, de préférence, est arrentée par un contre-écrou qui est vissé sur l'extrémité de la bague de contre-appui située au-delà de la douille extérieure, contre l'extrémité de cette der nière, Il est en outre proposé que les faces de la dite collerette et de la douille extérieure entre lesquelles est enserrée la paroi de la conduite soient sensiblement atoniques et de faire sorte que la face d'extrémité intérieure de la douille intérieure affleure la paroi intérieure de la conduite. Ainsi, cette paroi se trouve prolongée pratiquement sans solution de continuité jusque tout contre la traversée de l'arbre du volet, si bien que le disque élastique reste applique sans perturbation contre la dite paroi intérieure. Davantage de détails seront donnés plus loin sur ce point. Un autre avantage, notamment dans le cas de conduites de grande section, est obtenu lorsque l'arbre est monté à chacune de ses extrémités dans des paliers à billes tels que décrits ci-dessus. Etant donne' que ces paliers ont une section bilatérale en tant que butées axiales, les efforts de traction et de compression provenant de la paroi de la conduite peuvent être repris dans arbre du volet 3 ainsi, même lorsque ces efforts sont élevés, le diamètre de la conduite conserve toujours sa dimension théorique là où il coUncide avec cet arbre.Ceci consolide beaucoup l'ensemble de la section de la conduite au droit du volet X la longueur fléchissante se trouve en effet divisée par deux et, statiquement, il se forme deux arcs prenant appui sur l'arbre du volet. L'importance de cet avantage est particulièrement grande en cas de chocs de pression et en cas où une dépression règne dans la condWhe. En effet, des conduites de grand diamètre -et par là il faut entendre aussi des conduites dont le diamètre peut dépasser la plus grande diemension normalisée de 65 cm- peuvent fort bien, dans de telles conditions, être enfoncées à des endroits présentant des écarts de rotondité. Enfin, en ce qui concerne le disque élastique, il y a intérêt à ce que la zone de contact de celuiSci avec la paroi de la conduite soit à auelque dit-ance de la traversée de l'arbre dans cette paroi, plus pré- cisément dans la douille qui, àoet endroit, constitue cette paroi S dans ce but, le volet sera fixé sur l1ar- bre à une petite distance de l'axe de rotation.On a en eSet, jusqu'à présent, ignoré le fait que lorsque l'sexe de l'arbre est dans le plan du volet un petit écoulement d'air peut contourner le volet par la fente annulaire constituée par la traversée de l'arbre et le palier. Le volet, en plus de sa foncilon d'obturateur, peut servir de volet régulateur. Un exemple d'exécution de l'invention est décrit ci-après en se référant au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe, un peu s;mpli- fiée, d'un volet obturateur d'une conduite d'air, le plan de coupe passant par l'axe de la conduite et étant perpendiculaire à l'arbre du volet, - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il tracée sur la fig.1, et - la figure 3 illustre à plus grande échelle la partie de l'arbre qui, sur la fig.2, se trouve dans le rectangle 111. Dans une conduite d'air 1 est installé,sur un arbre 2 disposé au milieu de la section de cette conduite. un volet obturateur 3. Au droit de ce dernier le tronçon de conduite 1 peut etre constitué par un carter spécial, mais rien n'empêche que le volet soit installé dans un tronçon njal de la conduite ellemême. La section est ici circulaire, mais le volet peut très bien etre adapté à tout autre sectinn, par exemple à une section rectangulaire. L'arbre 2 est monté dans deux paliers à billes 4 situés à l'-extérieur de la conduite ; le détail de la structure de ces paliers est visible à la décrite ci-après Une douille intérieure 6 qui traversée la paroi de la conduite 1 par un alésage ménagé dans celle-ci, et qui, par une collerette tronconique 5, est appliquée contre le dessous de cette paroi, comporte un filetage par lequel elle est vissée dans une douille extérieure 7 constitués par un écrou qui, par une contreface 8 ôorrespondant à la collerette 5 du coussinet 6, a redressé le bord 9 de la paroi de la conduite autour de l'alésage pour faire passer ce bord au-dessus de la collerette 5, de sorte que lorsque l'écrou 7 est vissé à fond il maintient le dit bord 9 bien coincé entre la collerette 5 et la contreface 8.La face d'extrémité inférieure 10 de la douille intérieure affleure pratiquement sans solution de continuité la paroi intérieure de la conduite 1. La douille extérieure 7 est plus haute que la douille intérieure 6, de sorte que la face d'extrémité supérieure de cette dernière, légèrement inclinée vers l'intérieur, forme dans cette douille un épaulement 11. Dans la partie de la douille 7 qui s'étand au-dessus de la douille intérieure 6 est vissée une bague 13 dont la base forme une surface d'appui tronconique 12. Cette bague dépasse en hauteur la face supérieure de l'écrou 7 et est bloquée en position par un contre-écrou 14 vissé sur elle. L'arbre2qui traverse les pièces 5 à 14 comporte, entre l'épaulement Il et la surface d'appui tronconique 12, une gorge annulaire 15. Une pluralité de billes 16 mises en place avant que l'on ait vissez la bague 13 sont logées en partie dans cette gorge 15 et en partie dans l'espace annulaire entre l'épaulement Il et la surface d'appui tronconique 12, cet épaulement et cette surface se trouvant ainsi fixés en position axiale. Un joint torique d0étanchéité 17 est logé dans la bague 13. Une extrémité de l'arbre 2 s'étend au-dela du palier à billes 4 et est reliée à un mécanisme de manoeuvre quelconque, dont le dessin ne représente qu'un levier 18 (Fig.2). Le volet 3 est fixé sur l'arbre 2 après montage de ce dernier t après centrage sur cet arbre, le volet est bloqué sur eelui-ci au moyen de curseurs 19 qui peuvent être déplacés le long de l'arbre 2 et qui, par un court tronçon fileté 20, traversent le volet 3. De l'autre côté du volet, des écrous -21 fixent le volet à l'arbre 2 par vissage sur les tronçons filetés20. Le volet 3 se compose dans le détail de deux disques en tôle 22 et d'un disque élastique 23, par exemple en caoutchouc de silicone, enserré entre les disques entôle, Le disque élastique 23 s'étend au-delà du pourtour des disques en tôle 22 pour former une lèvre d'étau chéité 24 qui, lorsque le volet est en position de fermeture, est appliquée sans lacune contre le pourtour intérieur de la paroi de la conduite 1.Le pourtour des disques en tôle 22 est à une distance telle du pourtour intérieur de la paroi de la conduite 1, et la lèvre d'é- tanchéité 24 a une longueur radiale telle, que cette levure présente tout d'abord une courbure prononcée 25 à partir du pourtour des disques en tale 22, puis se paroi longe par une section 26 qui s'applique contre la paroi intérieure de la conduite 1, parallèlement à celle-ci.C'est seulement près de l'arbre 2, où la partie de la lèvre d'étanchéité 24 située radialement hors des disques en tôle 22 change de côté par rapport au volet 3 (voir Fiv,1), que cette lèvre se fait plus étroite et devient, à l'endroit le plus étroit, à peine plus large que la distance libre entre le bord des disques en tôle 22 et la paroi intérieure de la conduite i. Ceci est représente en 27 sur la Fig. I, mais la Fig.2 ne le montre pas. Les refoulements que subit la levre d'étanchéité à cet enduit n'ont cependant pas de répercussioei néfaste sur le bon fonctionnement du volet, car les forces antagonistes développées par ces refoulements n'agissent qu'avec un bras de levier minime. L'importance et les effets des dispositions décrites ci-dessus ont déjà été exposés en détail plus haut. REVENDICATIONS 1. Volet obturateur pour conduites d'air, notamment de grand diamètre, installé sur un arbre qui traverse la paroi de la conduite (i) et est monté dans des paliers (4) près de cette paroi, ce volet obturateur étant remarquable en ce qu'au-delà du bord du volet obturateur (3) s'tend un disque élastique (23D 24) qui, en position fermée de ce volet, est recourbé jusqu'à venir s'appliquer, au moins approximativement, le long d'une zone de la paroi intérieure de la con auite, (i). 2, Volet obturateur selon la revrundleation 1, remarquable en ce que le disque élastique (23,24), par exemple en caoutchouc de silicone ou de néoprène, s 'é- tend sur tout la surface du volet (3) et est interrompu tout au plus par endroits pour des moyens de fixation (20). 3. Volet obturateur selon la revendication 1 ou 2, remarquable en ce que le disque élastique (23,24) est enserré entre deux disques en tale (22) qui composent par ailleurs le volet obturateur (3). 4, Volet obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce que le volet obturateur (3) est, avec le disque élastique (23, 24), retenu centré dans la section de la conduite (i), au moyen d'au moins un palier à billes (4) formé entre l'arbre (2) et une douille (6,7) située à l'eytérieur sur la paroi de la conduite (1), les biSes (16) de ce palier étant d'une part retenues entre un épaulement annulaire (ici) du côté intérieur de la dite douille (6,7) et une bague de contre-appui (12,13) logee,de préférence par vissage, dans la douille, d'autre part engagées dans une gorge annulaire (15) ménagée dans le pourtour de l'arbre (2). 5. Volet obturateur selon la revendication 4, ramarquable en ce que le dit dpaulement annulaire (il) pré sente une inclinaison vers l'intérieur à partir du pourtour et de ltextrémité extérieure de la douille (6,7). 6. Volet obturateur selon la revendication 4 ou 5, remarquable en ce que la dite douille (6,7) se décompose en une douille intérieure (6) qui traverse la paroi de la conduite (1) et, par une collerette (5), est appliquée contre la paroi intérieure (1,9) de la conduite, et en une douille extérieure (7) plus longue et vissée de l'extérieur sur cette douille inté rieure (6) jusqu'au contact de la paroi extérieure de la conduite, l'extrémité extérieure de la douille intérieure (6) formant le dit épaulement (ii) tandis que la bague de contre-appui (12,13) est vissée dans la douille extérieure et, de préférence, est arrêtée par un contre-écrou (14) qui est vissé sur l'extrémité de la bague de contre-appui (13) situee au-delà de la douille extérieure (7), contre l'extrémité de cette dernière. 7. Volet obturateur selon la revendication 6, remarquable en ce que les faces de la ditecolltrette (5) et de la douille extérieure (7,8)entre lesquelles est enserrée la paroi (1,9) de la conduite sont sensiblement coniques et en ce que la face d'extrémité intérieure (to) de la douille intérieure (6) affleure la paroi intérieure (1) de la conduite. 8, Volet obturateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, remarquable en ce que les daux paliers de l'arbre (2) sont des paliers à billes (4) du même type. 9. Volet obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, remar able en ce que la zone de contact du disque élastique (23) avec la paroi de la conduite est à distance proche de la traversée de l'arbre (2) dans cette paroi (1,10).