Brevet FR2521678A1 — publié le 19830819

La présente invention se rapporte au domaine techni- que des valves et, plus particulièrement, à des clapets sphériques. L'invention peut être particulièrement appliquée à un clapet sphérique d'un type nouveau et perfectionné com- portant ce qu'on appelle un obturateur sphérique "flottant" et elle sera décrite par référence particulière à ce type de valve Cependant, il apparaîtra aisément à l'homme de l'art que l'invention peut connaître de plus larges appli- cations et qu'elle pourrait être adaptée en vue d'une utili- sation dans des valves d'autres types et modèles. Typiquement, des clapets sphériques réalisés pour une utilisation commerciale comportent des sièges annulaires ou des bagues formant siège et fabriquées en une matière plastique élastique et déformable afin de venir en contact hermétique avec l'obturateur sphérique Deux bagues formant siège de ce type sont placées à proximité des orifices d'admission et de sortie L'obturateur sphérique lui-même est monté de manière à jouir d'une légère liberté de mouve- ment ou de déplacement axial contre le siège lorsque cet obturateur sphérique est en position de fermeture de la valve sous l'effet d'une pression de fluide Un tel déplacement oblige l'obturateur sphérique à agir à l'encontre de la bague formant siège d'aval et à lui imposer une flexion, de façon à renforcer son contact hermétique avec ledit obturateur. L'ampleur d'une telle flexion varie en fonction de la pres- sion du fluide considérée. Le concept du type à obturateur sphérique flottant a été utilisé avec succès dans de nombreux agencements et formes de réalisation pour de petits clapets sphériques et pour des clapets sphériques de basse pression Lorsque la pression du fluide augmente et provoque un déplacement de l'obturateur sphérique vers l'aval, cet obturateur est déplacé à l'écart du siège d'amont et toute la force est appliquée au siège d'aval Etant donné que le siège est formé par un anneau de petite superficie, la contrainte imposée à ce siège est toujours plus grande que la pression du fluide. De plus, lorsque les dimensions du clapet en soi augmentent, la force exercée par l'obturateur sphérique croit en fonction du carré du diamètre du siège Toutefois, il est typiquement impossible d'augmenter dans la pratique la superficie du siège annulaire dans la même proportion De ce fait, dans une valve de grandes dimensions ou sous une forte pression, la con- trainte imposée au siège peut atteindre des niveaux suscepti- bles d'écraser des sièges en des matières plastiques courantes. Un objectif commun aux formes de réalisation des sièges de clapets sphériques consiste à obtenir une valve présentant une étanchéité à la fois sous basse et sous forte pressions et ne nécessitant aucun couple de fonctionnement excessif pour faire tourner l'obturateur sphérique La forme de réalisation du type à obturateur sphérique flottant est particulièrement avantageuse du fait qu'elle facilite l'élimi- nation d'un obturateur sphérique plus onéreux du type monté sur un axe, ainsi que des sièges de valve plus complexes actionnés par la pression. Jusqu'à présent, de nombreux types et formes de réa- lisation de sièges de clapets sphériques ont été proposés et utilisés dans l'industrie et ils ont tous été plus ou moins couronnés de succès Il s'est avéré que les défauts présentés par la plupart des formes de réalisation de sièges de clapets sphériques de l'art antérieur sont tels que les dispositifs eux-mêmes sont d'un intérêt économique et pratique limité. Dans les clapets sphériques de l'art antérieur com- portant un siège de type élémentaire, ce siège consiste typi- quement en des sièges annulaires en matière plastique élasti- que qui sont seulement comprimés entre l'obturateur sphérique et les éléments extrêmes opposés d'assemblage La surface de chaque siège venant en contact avec l'obturateur sphérique présente une configuration qui épouse intimement la forme de la périphérie de l'obturateur sphérique lors de l'assemblage par compression. Les formes de réalisation élémentaires de sièges sont affectées d'un certain nombre de problèmes inhérents Lorsque I 5 R 16 ?S la valve occupe sa position de fermeture, la pression d'amont agissant sur l'obturateur sphérique pousse ce dernier au contact du siège d'aval afin d'obturer la valve hermétiquement en exerçant une action effective du type clapet anti-retour. Du fait que la pression exercée sur l'obturateur sphérique est essentiellement à l'origine de toute la force d'étanche- ment, cette force d'étanchement est faible dans des conditions de basse pression ou de dépression et elle se traduit, dans la valve, par des fuites dont les trajets d'écoulement se trouvent entre les sièges et l'obturateur sphérique et entre les surfaces externes de ces sièges et les brides ou épaule- ments de support des éléments extrêmes opposés d'assemblage. Des sièges de formes de réalisation élémentaires n'assurent aucune compensation de l'usure ou d'erreurs de tolérance des sièges annulaires, ce qui donne naissance pendant un certain temps à des problèmes de fuite conjugués. Lorsque le siège d'amont repose hermétiquement contre l'obturateur sphérique, la zone superficielle supplémentaire de ce siège d'amont soumise à la pression de la charge se répercute sur le siège d'aval en faisant augmenter la charge imposée à ce dernier, d'o résultent une contrainte et une déformation accrues dudit siège d'aval La force agissant sur la surface externe du siège d'amont est transmise par l'obtu- rateur sphérique au siège d'aval Une telle charge superfi- cielle accrue se traduit par une contrainte accrue imposée au siège et elle entraîne par conséquent un taux d'usure inopportun du siège d'aval Ces problèmes de contrainte et d'usure accrues du siège sont particulièment notables dans des clapets sphériques de grandes dimensions. De même, dans des conditions dans lesquelles le siège d'amont repose hermétiquement sur l'obturateur sphérique lorsque la valve est en position fermée, un problème survient du fait du bombement vers l'intérieur accusé par ledit siège d'amont lors de la première ouverture de la valve Lorsque cette valve est ouverte, le siège d'amont doit obturer momen- tanément l'orifice ou le passage du fluide qui traverse l'obturateur sphérique, et retenir la contre-pression du fluide. Murs Pendant cette courte période jusqu'à ce que l'effet d'étanche- ment du siège d'amont soit supprimé par une ouverture plus grande de la valve, la région du siège qui obture le passage du fluide peut se déformer à l'intérieur de ce passage sous l'action de la pression du fluide Lorsque l'obturateur sphé- rique est percé d'un petit orifice, le siège est parfaitement rigide lorsqu'il reçoit une charge, comme une poutre soumise à une flexion, et il peut aisément enjamber l'intervalle ainsi formé Lorsque les dimensions de la valve et l'ouverture de l'obturateur sphérique augmentent, le moment du siège résistant à la flexion n'augmente pas proportionnellement pour conserver la même rigidité Ainsi, le siège peut fléchir et se déformer davantage à l'intérieur de l'orifice de l'obturateur pour former un bombement dans cette zone de la bague formant siège. Lorsque la valve est utilisée dans des cycles de fonctionnement répétitifs d'un bout à l'autre de sa durée de vie, le bombement accusé par le siège d'amont s'accentue et il a en fait pour effet de coincer un obturateur sphérique flottant contre le siège d'aval lorsque cet obturateur est mis en rotation pour obturer l'aval L'effet de coincement qui en résulte impose davantage une contrainte au siège d'aval, il peut même l'entailler et,pour finir, il peut déformer et user ce siège jusqu'à le rendre inutilisable Le bombement affec- tant le siège d'admission coince l'obturateur sphérique en le décentrant et, à l'état fermé, il le maintient à l'écart des deux sièges en provoquant une fuite passant par ces der- niers en position de fermeture Il convient particulièrement de noter que l'industrie s'est polarisée sur la forme de réali- sation du siège d'aval en vue d'améliorer ultérieurement le fonctionnement des clapets sphériques afin d'éviter des défail- lances de ces derniers ainsi que des problèmes résultant de bombements vers l'intérieur En réalité, cependant, c'est la forme de réalisation du siège d'amont qui était à l'origine du problème En effet, le siège d'amont autorisait le bombement vers l'intérieur et l'effet consécutif de coincement qui était répercuté sur le siège d'aval. Lorsqu'on utilise des sièges en matières plastiques tendres (par exemple le"Téflon 5, des problèmes particuliers nt'ai' inhérents au fluage à froid du siège dans des régions qui ne sont pas fermement maintenues en place aggravent l'usure et la déformation inopportune du siège. En plus de son bombement vers l'intérieur, un siège assurant l'étanchéité en amont présente une face frontale annulaire qui, en général, n'est pas supportée et qui peut fluer en direction du centre de la valve lorsque cette dernière est fermée et lors d'une chute de longue durée de la pression statique du fluide à travers ledit siège d'amont Dans la forme de réalisation élémentaire du siège, la circonférence externe de la bague formant siège est, norma- lement, supportée seulement par un épaulement du corps de la valve La superficie du siège et, par conséquent, la force à laquelle il est soumis, augmentent selon le carré du diamètre Etant donné que l'épaulement de support est habi- tuellement très étroit et que sa surface se rapporte très intimement à la circonférence du siège, la largeur de cet épaulement de support croit seulement de façon linéaire Il en résulte un étroit épaulement de support au-delà duquel le siège peut se cisailler Pour finir, lorsque le siège flue vers l'avant, il peut s'affaisser complètement ou bien, avant de parvenir à ce stade, il se recourbe typiquement dans l'ori- fice de l'obturateur sphérique d'une manière telle que ce siège est rompu lorsque la valve est actionnée Ce problème s'accentue davantage lorsque les dimensions de la valve augmentent. Le siège d'aval peut, lui aussi, fluer en direction du centre de la valve par sa face frontale annulaire générale- ment non supportée Lorsque la valve occupe sa position fermée, ce siège peut être déplacé de bas en haut par l'obturateur sphérique qui le pousse sous l'effet de la charge de pression. Lorsqu'on utilise des obturateurs sphériques de grandes dimensions, dans de grandes valves, le poids de ces obturateurs sphériques contribue en plus à la déformation et aux difficultés de fluage à froid Lorsque les sièges se déforment après une certaine période d'utilisation, l'obtura- teur sphérique peut fléchir vers le fond de la valve, ce qui, 252 16 t 8 dans la partie haute de cette dernière, donne naissance à un jeu pouvant occasionner des fuites. Dans un type de réalisation plus élaboré que le type élémentaire de siège décrit ci-dessus, la surface d'un siège profilé venant en contact avec l'obturateur sphé- rique présente une configuration différente de celle de la circonférence externe de l'obturateur sphérique Cette confi- guration a pour objet d'obtenir un étroit contact linéaire ou par bande entre l'obturateur sphérique et le siège qui fléchit légèrement lorsqu'il est soumis à des charges et qui maintient son contact avec l'obturateur sphérique dans des conditions de basse pression de façon à imposer, dans ces conditions de basse pression, une contrainte d'étanchement destinée à réduire les-fuites entre l'obturateur sphérique et le siège Cependant, tout en continuant de soulever les autres problèmes associés à la forme de réalisation élémen- taire, ce siège profilé est affecté des problèmes supplémen- taires d'une déformation extrême de la ligne de contact dans des conditions de haute pression, et d'une usure rapide résultant de la forte contrainte imposée au siège, du fait que toute la force d'étanchement est supportée pour l'essen- tiel par la bande de contact linéaire Cette déformation extrême et cette usure rapide renforcent davantage encore les autres problèmes. En vue de surmonter les problèmes particu- liers d'usure de sièges profilés, on a mis au point la forme de réalisation de siège souple telle qu'illustrée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 2 945 666 L'action élas- tique du siège souple assure un faible contact par pression, une compensation de l'usure, des écarts et de la flèche de l'obturateur sphérique Toutefois, le problème particulier affectant cette forme de réalisation consiste en ce que le fonctionnement amélioré n'est assuré que pour une courte période. Le siège est typiquement fabriqué en une matière plastique qui manque de rémanence élastique et qui fléchit sous une charge, sans toutefois recouvrer sa forme t 1678 originale lorsque ladite charge est supprimée Par ailleurs, la forme de réalisation du siège souple utilise moins de matière pour former ce siège dans la zone de la ligne de contact avec l'obturateur sphérique Après de courtes périodes d'exposition à la haute pression, ce siège souple se déforme pour prendre la configuration d'un siège élémen- taire fortement usé. Aussi bien dans la forme de réalisation proposant un siège souple que dans celle comportant un siège profilé, tous les problèmes de fluage dans des zones non emprisonnées des deux sièges respectifs d'amont et d'aval, de forte charge imposée au siège d'aval par suite de l'étanchéité au siège d'amont, des trajets de fuite entre le siège et l'épaulement et des bombements des sièges vers l'intérieur demeurent. L'industrie a ensuite mis au point une forme de réa- lisation de siège de clapet sphérique, dans laquelle il est prévu une bague formant siège et une rondelle métallique tronconique exerçant un effet élastique efficace à la face postérieure de ladite bague Cette rondelle élastique permet une meilleure compensation de l'usure de la bague formant siège, de la déformation et du fluage ainsi que-des tolé- rances du siège et de la flèche de l'obturateur sphérique, tout en assurant un support élastique qui exerce une force de sollicitation à basse pression La rondelle élastique confère au siège une élasticité qui est indépendante de la résilience de la matière plastique formant ce siège Bien que cela constitue un perfectionnement par rapport à la'forme de réalisation de sièges souples mentionnée ci-dessus, la rondelle élastique doit toutefois appliquer sa force élastique tout en surmontant la résistance élastique de la matière plastique constituant le siège. Un problème particulier à cette forme de réalisation consiste en ce que l'action de la rondelle élastique assure une application hermétique du siège d'amont contre l'obtu- rateur sphérique Ainsi, il n'y aucune atténuation du pro- blème propre à la forme de réalisation élémentaire, dans laquelle le siège d'aval présente une surface soumise à charge effective sensiblement égale à la surface du siège d'amont. Parmi les difficultés non résolues qui persistent, on peut citer un bombement vers l'intérieur, une étanchéité médiocre dans la zone de contact entre le siège et l'épaulement de support, ainsi qu'un fluage des régions non retenues des deux bagues formant respectivement le siège d'amont et le siège d'aval De surcroît, un problème propre à cette forme de réalisation réside dans le fait que la rondelle élastique doit surmonter l'élasticité de la bague formant siège pour appliquer sa force de sollicitation à basse pression. En vue de surmonter les difficultés soulevées par un siège assurant l'étanchéité en amont ou du c 8 té admission, l'art antérieur a mis au point un agencement de dérivation évitant le siège d'amont, tel qu'illustré typiquement dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 2 930 576 On utilise différents procédés et dispositifs de dérivation du siège d'amont, parmi lesquels des encoches, des gorges, des trous, des orifices pratiqués dans le corps et des clapets anti- retour Ces variantes de réalisation ont toutes pour objet de transmettre la pression régnant dans les conduits autour du siège d'amont lorsque la valve est en position de ferme- ture, en vue de soulager la bague formant siège d'amont, de réduire la zone de charge par laquelle l'obturateur sphé- rique applique une charge au siège d'aval, et donc de réduire la contrainte imposée au siège, le fluage et l'usure de la bague formant le siège d'aval Un bombement vers l'intérieur et un fluage du siège d'amont sous une pression statique sont également évités De plus, le couple de fonctionnement nécessaire pour ouvrir et pour fermer la valve est diminué. Des problèmes particuliers soulevés par les formes de réalisation produisant une dérivation évitant le siège d'amont consistent en la nécessité de disposer de garnitures d'étan- chéité dynamiques à cause de l'étanchement bidirectionnel entre l'obturateur sphérique et le siège, et entre le siège et le corps Il résulte nécessairement de cet étanchement bidirectionnel compliqué une fiabilité réduite d'un tel dis- positif sophistiqué d'étanchement Les problèmes de fuites du siège à basse pression, des fuites entre le siège et l'épaulement, de la compensation des tolérances, de la flèche et de l'usure ne sont pas abordés. Il se produit fréquemment une obstruction des trajets de dérivation par des impuretés charriées par le fluide par- courant la valve, en particulier lorsque cette valve doit fonctionner dans un environnement souillé Lorsqu'on utilise un fluide de grande viscosité, un retard transitoire est souvent nécessaire avant que les pressions atteignent un équi- litre autour du siège d'admission de façon à permettre un fonctionnement correct des trajets de dérivation Dans les deux cas, cette forme de réalisation de siège peut résoudre tous les problèmes d'une forme de réalisation élémentaire, parmi lesquels un bombement vers l'intérieur et un fluage à froid dans lesrégions non retenues des bagues formant siège. Dans une étape récente de l'évolution des formes de réalisation de clapets sphériques, une bague de support est placée vis-à-vis de la rondelle élastique pour retenir la bague en matière plastique formant siège Cette bague de support a pour fonction d'assurer un support supplémentaire de la bague formant siège afin d'enjamber le passage de l'obturateur sphérique lors de l'ouverture de la valve-, de manière à réduire le bombement vers l'intérieur et la déforma- tion conjointe répercutée du siège d'aval En outre, la bague de support emprisonne intimement le siège pour réduire la déformation dûe au fluage à froid Toutefois, ces formes de réalisation de sièges comportant des rondelles élastiques et des bagues de support ne sont pas exemptes de problèmes. Spécialement, tout comme dans la forme de réalisation susmen- tionnée comprenant une rondelle élastique et un siège en matière plastique, la réserve élastique dont dispose la combinaison du siège et de la rondelle est déterminée seule- ment 'par ladite rondelle qui doit en fait surmonter la résistance de la matière plastique du siège en vue de se - mouvoir en direction de l'obturateur sphérique et de compenser l'usure, les tolérances et la flèche En empêchant le siège de s'affaisser, la bague de support évite aussi que ledit mi s siège se déplace vers l'avant en direction de l'obturateur sphérique Ainsi, le siège est efficacement empêché par ladite bague de support de se déplacer vers l'obturateur sphérique. Tout en assurant un support s'opposant au fluage et au bombe- ment du siège vers l'intérieur, la bague de support empêche la combinaison du siège et de la rondelle élastique de compenser l'usure, les tolérances et la flèche de l'obturateur sphérique Lorsque la valve a accompli plusieurs cycles de fonctionnement et que les sièges sont usés, la force de la rondelle élastique doit surmonter à la fois l'élasticité de la bague formant siège et le support rigide assuré par la bague de support afin de permettre un contact entre le siège et l'obturateur sphérique. C'est pourquoi il s'est avéré souhaitable d'élaborer un clapet sphérique qui, destiné à équiper des valves du type à obturateur sphérique flottant, puisse être utilisé avec des fluides de plus hautes pressions et confère une obturation plus durable que celles permise jusqu'à présent De préférence, une telle forme de réalisation supprime la nécessité d'uti- liser un obturateur sphérique du type monté sur un axe, tel qu'utilisé en général pour des clapets sphériques fonctionnant dans des conditions de hautes pressions de fluides A moins que la valve soit de très grandes dimensions, le montage de l'obturateur sphérique sur un axe n'est pas considéré commode car il accroît notablement les dimensions, la com- plexité et les coûts des valves. La présente invention vise à proposer une forme de réalisation nouvelle et perfectionnée qui surmonte tous les problèmes susmentionnés et d'autres problèmes encore, et qui permet d'obtenir un clapet sphérique à obturateur sphé- rique flottant qui, nouveau et perfectionné, présente de meilleures propriétés de résistance à la pression et prolonge la durée de vie efficace de la valve, et dans lequel les sièges peuvent consister èn une grande variété de matières puor satisfaire à un large éventail de conditions ou de para- mètres de fonctionnement. D-'une manière générale, la présente invention propose " 11678 Il un clapet sphérique d'un type nouveau et perfectionné, dans lequel une bague formant siège coopère par sa propre élasti- cité mécanique avec une rondelle élastique associée et une bague de renforcement, de façon à venir hermétiquement au contact d'un obturateur sphérique avec une répartition de contraintes sensiblement uniforme sur une surface continue de ladite bague formant siège située en regard dudit obtura- teur sphérique Deux ensembles de ce type sont disposés sur les côtés opposés de l'obturateur sphérique et ils sont poussés en permanence vers ce dernier en vue de le maintenir dans sa position adéquate dans le corps d'une valve, et pour assurer l'étanchéité de cette valve quelle que soit la pression du fluide considérée La répartition égale de contraintes sur la bague formant siège améliore notablement la résistance à l'usure aussi bien dans les conditions de fonctionnement sous une forte pression que sous une faible pression de fluide, de manière à augmenter la longévité de la valve. Plus spécialement, la présente invention est particu- lièrement destinée à être utilisée dans une valve du type comportant un corps percé d'un passage central, un obturateur sphérique qui se trouve dans ledit passage central formé par un canal d'écoulement du fluide, et qui est monté pour accom- plir sélectivement une rotation entre des positions d'ouver- ture et de fermeture de la valve afin de commander le débit du fluide parcourant cette dernière, et dont la surface externe présente en outre un rayon de courbure Deux épaule- ments ininterrompus s'étendant radialement vers l'intérieur sont élaborés circonférentiellement dans le passage de part et d'autre de l'obturateur sphérique et en regard de ce dernier Ledit passage présente une paire de contre-alésages ménagés de part et d'autre de l'obturateur sphérique et dont chacun comporte circonférentiellement une paroi extrême interne ininterrompue tournée vers l'un respectif desdits épaulements Deux ensembles composites constituant des sièges sont logés axialement dans le passage de part et d'autre de l'obturateur sphérique en vue de venir au contact de ce dernier d'une manière étanche aux fluides Chacun desdits nt 81 re ensembles comprend une bague de renforcement, une bague élastique formant siège et une rondelle élastique La bague de renforcement présente un trou central, une première face en regard de l'un respectif des épaulements, une deuxième face butant contre la paroi extrême du contrealésage associé-, ainsi qu'une troisième face sensiblement tournée vers l'obtu- rateur sphérique à distance de ce dernier La bague élastique formant siège est conçue pour subir une flexion provoquée par une rotation, pour l'essentiel en direction et à l'écart de la bague de renforcement Cette bague élastique formant siège comporte un orifice central, une première face sensi- blement tournée vers l'un respectif des épaulements, une deuxième face butant contre la première face de la bague de renforcement, ainsi qu'une troisième face tournée vers l'obturateur sphérique pour venir en contact hermétique avec ce dernier Cette troisième face est profilée de façon que son rayon de courbure soit plus grand que le rayon de l'obtu- rateur sphérique à l'état non assemblé et non soumis à une contrainte La rondelle élastique est de configuration géné- rale tronconique lorsqu'elle n'est soumise à aucune con- trainte et elle est intercalée entre la bague élastique formant siège et l'un respectif des épaulements L'obturateur sphérique et la paire d'ensembles composites formant des sièges sont dimensionnés de telle sorte que, lorsqu'ils sont assemblés axialement dans le passage central du corps de la valve entre les épaulements, les bagues formant siège soient fléchies et soumises à des contraintes de façon que le rayon de courbure de leurs troisièmes faces soit sensible- ment équivalent, au rayon de l'obturateur sphérique De la sorte, quasiment toute l'étendue des troisièmes faces des bagues formant siège est hermétiquement en contact avec l'obturateur sphérique Simultanément, les rondelles élasti- ques sont comprimées vers un état aplati de manière à pousser en permanence hermétiquement les troisièmes faces des bagues formant siège en direction de l'obturateur sphérique. Selon un autre aspect de l'invention, l'obturateur sphérique et les deux éléments composites formant des sièges sont dimensionnés de telle sorte que, lorsqu'ils sont assem- blés axialement entre les épaulements à partir d'une position de référence lors du préassemblage, les bagues formant siège et les rondelles élastiques soient fléchies et contraintes afin qu'un mouvement axial à leurs orifices centraux soit égal à un espacement axial des extrémités radialement les plus internes des deuxièmes faces des bagues formant siège à partir de l'obturateur, augmenté d'un déplacement axial de la rondelle élastique vers une position concentrique audit espacement axial. L'objet principal de l'invention est donc de proposer un clapet sphérique nouveau et perfectionné permettant, à partir d'une forme de réalisation à obturateur sphéri- que flottant, des pressions nominales plus grandes et une plus grande longévité de fonctionnement. L'invention vise encore à proposer un clapet sphérique de ce type qui assure l'étanchéité de la valve à de très faibles pressions de fluides dans un système considéré. Un autre objet de l'invention est de proposer un clapet sphérique nouveau et perfectionné qui permet aux bagues formant siège de venir hermétiquement en contact avec l'obturateur sphérique par une surface sur laquelle la con- trainte est répartie de manière sensiblement égale. L'invention, qui peut présenter différentes formes et dont certaines parties sont susceptibles de modifications,- va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure l est une coupe longitudinale d'un clapet sphérique conçu selon une forme de réalisation préférée de l'invention la figure 2 est une coupe fragmentaire à échelle agrandie représentant l'ensemble formant siège d'amont juste avant l'assemblage de la valve, l'obturateur sphérique n'ayant pas été illustré dans un but de simplification; la figure 3 est une coupe fragmentaire à échelle agrandie représentant l'ensemble formant siège d'aval juste avant l'assemblage de la valve, l'obturateur sphérique n'étant pas représenté dans un but de simplification la figure 4 est une vue schématique de la forme de réalisation préférée du siège juste avant l'assemblage de la valve, mettant en évidence les différentes inter-relations des organes constituant la valve; la figure 5 est une coupe fragmentaire à échelle agrandie d'une partie du clapet sphérique de la figure 1, illustrant l'obturateur sphérique soumis à aucune charge lorsque la valve est en position ouverte; la figure 6 est une coupe fragmentaire à échelle agrandie représentant une partie de l'ensemble formant siège d'amont dans le clapet de la figure 5; la figure 7 est une coupe fragmentaire à échelle agrandie montrant une partie de l'ensemble formant siège d'aval dans le clapet de la figure 5; la figure 8 est une coupe analogue à la figure 5, mais illustrant le clapet en position fermée sous l'influence de fortes pressions de fluides et à un moment o les ensem- bles formant siège ont subi une usure considérable la figure 9 est une coupe fragmentaire à échelle agrandie montrant une partie de l'ensemble formant siège d'amont dans le clapet de la figure 8; et la figure 10 est une coupe fragmentaire à échelle agrandie montrant une partie de l'ensemble formant siège d'aval dans le clapet de la figure 8. En se référantà présent aux dessins qui visent seule- ment à illustrer la forme de réalisation préférée de l'inven- tion sans pour autant limiter cette dernière, la figure 1 illustre un clapet sphérique A comportant deux sièges annu- laires B disposés de part et d'autre d'un obturateur sphéri- que C du type flottant. Plus particulièrement, et en se référant aux figures 1 et 5, le clapet sphérique A comporte un corps ou boîtier portant globalement la référence 10, comprenant une partie principale ou centrale 12 et des éléments extêmes opposés d'assemblage 14 et 16 Les sièges B et l'obturateur sphérique C sont logés dans la partie principale 12 du corps et ledit obturateur sphérique est monté pour être sélectivement mis en rotation par un ensemble 18 formé d'une tige et d'une poignée d'actionnement. A l'exception de l'obturateur sphérique et des sièges annulaires, les détails de toutes les parties de la valve illustrées sur les figures 1, 5 et 8 peuvent être modifiées si souhaité et/ou si nécessaire pour s'adapter à différents types de clapets sphériques En général cependant, on indi- que pour décrire la présente invention, que le corps de la valve comporte un passage central sensiblement cylindrique ou un canal 20 d'écoulement du fluide, qui s'étend axialement et dont le diamètre est seulement légèrement supérieur à celui de l'obturateur sphérique C Chacun des éléments extrêmes d'assemblage 14 et 16 est relié de manière amovible à la par- tie centrale 12 au moyen de plusieurs boulons de serrage s'étendant longitudinalement et désignés par la référence 22 (figure 1) Les éléments extrêmes d'assemblage sont égale- ment munis de taraudages 24 et 26 ou de n'importe quels autres moyens convenant pour raccorder la valve à un système ou réseau associé de tubes parcourus par un fluide. L'ensemble 18 illustré, formé d'une tige et d'une poignée d'actionnement, présente une tige 30 dont une extrémité inférieure 32, comme illustré, est conformée pour être reçue à coulissement dans une fente ou gorge 34 façonnée dans l'extrémité supérieure de l'obturateuri C Cet agencement permet à l'obturateur sphérique d'effectuer des rotations entre des positions d'ouverture et de fermeture de la valve et, en même temps, il permet à cet obturateur de jouir d'une certaine liberté de mouvement pour se déplacer axialement dans le canal 20 du corps de la valve lorsque cette dernière est en position de fermeture et qu'une pression de fluide agit sur ledit obturateur. La tige 30 s'étend vers l'extérieur en traversant une ouverture 36 ménagée dans la partie centrale 12 du corps Des garnitures annulaires appropriées 38,40 et 42 sont placées dans l'ouverture 36 et elles assurent l'étanchéité entre cette ""'Fs ouverture 36 et la tige 30 Comme illustré, la garniture annulaire inférieure 42 est en appui sur un collet 44 s'éten- dant vers l'intérieur et situé dans l'ouverture 36 Une rondelle fendue 46 de butée se trouve en dessous du collet 44 et elle est serrée contre ce dernier par un épaulement ou collet 48 s'étendant vers l'extérieur et façonné à la base de la tige 30 Cette tige est maintenue en position par une douille de garniture 50 et un écrou de serrage 52. Comme représenté sur la figure 1, un serrage de l'écrou 52 exerce une pression sur les garnitures annulaires 38, 40 et 42, pour assurer une étanchéité aux fluides autour de la tige. Bien qu'il soit possible de manoeuvrer la tige de la valve à l'aide de dispositifs d'actionnement de types différents, à la fois manuels ou automatiques, on voit qu'une poignée 54 a été illustrée Cette poignée est fixée de manière amovible à la tige 30 par un écrou d'assemblage 56 qui serre ladite poignée contre le sommet de l'écrou de serrage 52 Un pan ou méplat 58 est avantageusement usiné sur la face externe de la tige en vue de coopérer avec un pan ou méplat (non représenté) pratiqué dans l'ouverture de la poignée, afin de positionner convenablement cette poignée sur ladite tige Cependant, la position de la poignée et, par conséquent, la position de l'obturateur sphérique C, sont limitées par des butées 62 et 64 solidaires de la poignée 54 Ces butées viennent en contact avec des surfaces appropriées sur la partie centrale 12 du corps de façon à constituer des butées fixes pour la valve lorsque cette dernière occupe ses positions respectives d'ouverture ou de fermeture intégrale. En se référant toujours aux figures 1 et 5, le siège de l'obturateur sphérique utilisé dans la présente inventionc comporte une paire de sièges annulaires B placés de part et d'autre dudit obturateur sphérique C Comme illustré, ces sièges annulaires sont retenus en position par coincement sur des côtés opposés de l'obturateur à proximité d'extrémi- tés opposées du passage ou du canal 20 de la partie principa- t 5 t 16 ?S le du corps Dans la forme de réalisation préféréedécrite dans le présent mémoire, les sièges annulaires sont placés sensiblement à égale distance de l'axe de rotation de l'obtu- rateur sphérique et sur des côtés diamétralement opposés par rapport à cet axe, et ils sont percés d'orifices centraux radiaux internes 66 et 68 Bien que les sièges annulaires puissent être maintenus en place par de nombreux systèmes différents ou conjugués, ils sont positionnés, dans la forme de réalisa- tion préférée telle qu'illustrée, par des épaulements 70 et 72 délimités par des faces extrêmes 74 et 76 des éléments d'assemblage 14 et 16, respectivement La limite interne de déplacement de ces sièges annulaires est déterminée par une paire d'épaulements ou gradins 78 et 80 (figure 5) qui sont formés par les parois extrêmes internes de contre-alésages s'étendant à l'intérieur du passage ou canal 20 du-corps de la valve De plus, un moyen d'étanchéité est formé, entre la partie centrale 12 du corps et les élements extrêmes d'assemblage 14 et 16, par des joints toriques 82 et 84 logés dans des seconds contre-alésages 86 et 88 respectivement. Chaque joint torique entoure la circonférence externe ou la surface périphérique d'une partie d'un siège annulaire consi- déré B. Les détails de structure du clapet sphérique A décrits ci-avant concernent la forme de réalisation préférée de ce clapet Il apparaîtra aisément à l'homme de l'art que des modifications peuvent toutefois y être facilement apportées pour satisfaire à des nécessités et/ou exigences particulières de fonctionnement De telles modifications ne sont pas censées porter atteinte à l'objet général de l'inven- tion, ni sortir du cadre de cette dernière, comme décrit en détails ci-après. Des détails spécifiques de réalisation des sièges annulaires B vont à présent être décrits à l'appui des figures 2, 3 et 4 La figure 2 est une coupe de l'ensemble formant siège d'amont et disposé au voisinage de l'élément extrême d'assemblage 14 avant le montage de la valve La figure 3 est une coupe de l'ensemble formant siège d'aval, placé à n 351678 proximité de l'élément extrême d'assemblage 16 et identique audit ensemble formant siège d'amont L'obturateur sphérique C n'a pas été illustré pour faciliter la compréhension et l'appréciation de la forme de réalisation du siège La figure 4 est une vue schématique d'un ensemble formant siège juste avant l'assemblage et elle illustre l'obturateur sphérique C. Les ensembles formant siège comprennent de préférence chacun trois composants, c'est-à-dire des bagues de renforce- ment ou de support 100 et 102, des bagues 104 et 106 formant 1 o siège et des rondelles élastiques tronconiques 108 et 110, respectivement Les bagues de renforcement 100 et 102 sont de forme annulaire, elles sont percées d'un trou central et sont fabriquées en une matière rigide telle que de l'acier ou un autre métal approprié Sur les figures 2 et 3, les bagues de renforcement 100 et 102 comportent des premières faces extrêmes 112 et 114 ou surfaces circonférentielles inin- terrompues qui sont tournées vers les épaulements associés et 72 des éléments extrêmes 14 et 16 Des deuxièmes faces ininterrompues 116 et 118 sont orientées vers les parois extrêmes ou gradins 78 et 80 des contrealésages ménagés dans le canal 20 de la partie principale du corps, contre lesquels elles viennent buter de manière à déterminer efficacement la position la plus avancée ou position habituelle desdites bagues de renforcement Des troisièmes faces ininterrompues * 120 et 122 de chacune des bagues de renforcement sont généra- lement tournées vers l'obturateur sphérique (non représenté) mais elles sont dimensionnées pour être espacées de ce dernier de façon à ne pas buter contre lui ni le gêner, et à empêcher une déformation et un décalage de chaque bague associée for- 'mant siège entre les troisièmes faces 120 et 122 desdites bagues de renforcement et ledit obturateur sphérique Des faces périphériques 124 et 126 délimitant la circonférence externe des bagues 10 Q et 102 sont intimement ajustées contre la paroi latérale du canal 20 Ces faces externes 124 et 126 et les deuxièmes faces 116 et 118 peuvent comporter el variante un collet ou un gradin conformé et dimensionné de façon à buter contre les gradins 78 et 80, afin de prolonger des régions des bagues de support 100 et 102 axiale- ment vers l'intérieur du canal 20 lorsque les dimensions globales de la valve l'exigent éventuellement Cependant, un tel collet supplémentaire est évité dans la forme de réali- sation préférée illustrée, afin de se dispenser d'étapes supplé- mentaires d'usinage. En'observant les figures 2 et 3, on constate que les bagues 104 et 106 formant siège consistent également en des organes annulaires percés d'orifices centraux 66 et 68 dont les dimensions sont plus petites que celles des trous centraux des bagues de renforcement 100 et 102 Les bagues formant siège sont destinées à fléchir sensiblement en direc- -tion et à l'écart des bagues de renforcement 100 et 102 Ces bagues 104 et 106 formant siège sont conformées pour exercer à l'encontre de l'obturateur sphérique une élasticité mécani- que du type ressort Des premières faces 128 et 130 de ces bagues 104 et 106 sont généralement tournées vers les épaule- ments associés 70 et 72 des éléments extrêmes d'assemblage 14 et 16 et, par rapport à ces épaulements 70 et 72, elles sont inclinées tronconiquement à l'écart des faces extrêmes 74 et 76 à l'état non soumis à une contrainte ou à une flexion. Des deuxièmes faces 132 et 134 des bagues formant siège sont orientées vers les bagues de renforcement 100 et 102 en vue de les supporter par contact et elles prennent appui contre les premières faces 112 et 114 de ces bagues de renforcement. Des troisièmes faces 136 et 138 des bagues formant sièges, qui sont des surfaces de contact avec l'obturateur sphérique, sont sensiblement tournées vers cet obturateur C pour assurer avec ce dernier une étanchéité aux fluides Des collerettes ou lèvres 140 et 142 font saillie axialement vers l'extérieur des premières faces 128 et 130 des bagues formant siège, à -partir de faces extrêmes périphériques 144 et 146 Ces lèvres ou collerettes entourent de préférence de manière ininterrompue les bagues formant siège et elles sont disposées de telle sorte que leurs surfaces radiales internes correspondent sensiblement au diamètre externe des rondelles élastiques tronconiques 108 et 110 Lesdites collerettes ou lèvres 140 et 142 sont biseautées sur leurs régions radiales circonfé- rentielles et elles sont légèrement rabattues sur les bords radiaux externes des rondelles élastiques, de la manière illustrée Bien que non indispensable, cet agencement solida- rise avantageusement les bagues formant siège et les ron- delles élastiques pour donner naissance à un sous-ensemble. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, les bagues 104 et 106 formant siège sont fabriquées en une matière plastique élastique telle que du poly Létrafluor- éthylène, du polyéthylène ou substance analogue On fera cependant observer que d'autres types de matières pourraient aussi être avantageusement utilisés, par exemple des résines du type acétate ou d'acétyle, et matières analogues Dans une certaine mesure, le choix de la matière particulière dépendra des conditions de fonctionnent auxquelles le clapet sphérique sera soumis. Les rondelles élastiques tronconiques 108 et 110 comportent des extrémités externes 152,154 et des extrémités internes 156, 158 Le diamètre à chaque extrémité externe est tel qu'une rondelle élastique puisse être logée dans la cavité cylindrique délimitée entre la paroi interne des collerettes axiales 140 et 142 des bagues formant siège et les premières faces 128 et 130 de ces dernières Le diamètre interne de chaque rondelle aux extrémités 156 et 158 est sensiblement égal au diamètre de chaque orifice 66 ou 68 traversant la bague associée 104 ou 106 formant siège. Les rondelles élastiques sont sélectionnées de façon que leur force soit suffisante, lors d'un fléchissement partiel, pour pousser en permanence les bagues formant siège en direction de l'obturateur sphérique Ces rondelles doivent aussi pouvoir être contraintes ou comprimées vers un état aplati pour s'adapter au déplacement de l'obturateur sphéri- que et à sa venue au contact des troisièmes faces 136 et 138 des bagues formant siège Dans la forme de réalisation préférée décrite dans le présent mémoire, les premières faces 128 et 130 des bagues formant siège sont configurées de façon à exercer une contrainte sensiblement totale sur les n 5 e 1678 rondelles élastiques 108 et 110 au stade d'assemblage de la valve, c'est-à-dire à déformer ces rondelles élastiques pour les faire passer de leur configuration tronconique à une configuration sensiblement aplatie. Les rapports dimensionnels particuliers entre chacun des sièges annulaires B et l'obturateur sphérique C vont à présent être examinés de manière spécifique en se référant à la figure 4 Les sièges B vont être considérés en se référant particulièrement à l'ensemble formant siège d'amont et placé du côté de l'élément extrême d'assemblage 14 On fera observer que l'ensemble formant siège d'aval du coté de l'élément extrême d'assemblage 16 est, sauf mention expresse, identique audit ensemble formant siège d'amont La figure 4 représente schématiquement le siège B et l'obturateur sphérique C juste avant l'assemblage, dans une position de référence lors du préassemblage Dans cette position de référence, la rondelle élastique 108 et la bague 104 formant siège sont au repos et un contact est établi entre ladite bague 104 et l'obturateur sphérique C sur une ligne circonférentielle de contact 160 passant par l'extrémi- té radialement la plus interne de la troisième face 136 (ou surface de contact avec l'obturateur) de ladite bague 104. Selon une caractéristique particulière de l'invention, la bague 104 formant siège vient en contact avec l'obturateur sphérique C, au moment de l'assemblage, de telle façon qu'il se produise une répartition de contrainte sensiblement uni- forme sur toute l'étendue de la troisième face 136 de cette bague formant siège Etant donné que ladite bague 104 est conformée de manière à exercer une élasticité mécanique du type' ressort à l'encontre de l'obturateur sphérique C au moment de l'assemblage, indépendamment des rondelles élasti- ques 108 et 110, la circonférence curviligne de la face 136 venant au contact dudit obturateur doit être configurée pour se déformer d'une manière prédéterminable et contrôlable afin de permettre la répartition de contrainte uniforme. Il s'est révélé que, pour atteindre cet objectif, le rayon de courbure de la face 136 à l'état non contraint et non assemblé doit être plus grand que le rayon de courbure de la surface externe de l'obturateur sphérique C De surcroît, la bague 104 formant siège et la rondelle élastique 108 sont dimensionnées de façon que, lorsqu'elles sont assemblées axialement entre l'épaulement 70 du corps de la valve et l'obturateur sphérique C, ladite bague formant siège subisse une flexion vers l'extérieur en direction de l'épaulement associé 70, et soit contrainte pour que, sur sa face 136, son rayon de courbure soit sensiblement équivalent au rayon de l'obturateur sphérique, afin d'être en contact étanche avec cet obturateur sphérique sur toute l'étendue de ladite face 136 Concomitamment, la rondelle élastique 108 est sou- mise-à une contrainte d'aplatissement et, de ce fait, elle apporte son concours pour pousser continûment la troisième face 136 de la bague formant siège en direction de l'obtura- teur sphérique Un tel contact superficiel intégral à contrainte uniformément répartie se produira lorsque l'obtura- teur sphérique C et les éléments composites formant les sièges B sont dimensionnés de façon que, au moment de l'assemblage de la valve à partir de la position de référence lors du pré- assemblage (figure 4), la bague 104 formant siège et la rondelle élastique 108 soient fléchies et contraintes pour que, dans la zone de l'orifice central 66 du siège, le dépla- cement axial soit égal à un espacement axial d'une extrémité radialement la plus interne de la deuxième face 132 de la bague formant siège, à partir de l'obturateur C de la valve, augmenté d'un déplacement axial de la rondelle élastique 108 au-delà de la face extrême 74 de l'élément d'assemblage 14 dans une position concentrique audit espacement axial. En d'autres termes, et en se référant toujours à la figure 4, la face 136 se déforme pour épouser la configura- tion de la surface sphérique de l'obturateur, la dimension K étant égale à la somme des dimensions 1 et J Cette dimension K représente le déplacement axial dans la région de l'orifice central 66, formé par un déplacement de l'extrémité interne 156 de la rondelle élastique en direction de la face extrême 74 de l'épaulement 70 La dimension J représente l'espacement axial, par rapport à l'obturateur sphérique C, de l'extrémité radialement la plus interne de la deuxième face 132 de la bague formant siège La dimension 1 représente le déplacement axial de la rondelle élastique 108 à partir de la face extrême 74 de l'épaulement 70 dans une position concentrique à l'extrémité radialement la plus interne de la deuxième face 132 de la bague formant siège. Si l'on admet cet espacement axial ou ce rapport, un diamètre D de la surface sphérique de la bague formant s siège à l'état non contraint, ainsi qu'un intervalle radial i entre l'obturateur sphérique C et ladite bague formant siège à l'extrémité radialement la plus interne de la deuxième face 132 peuvent être calculés lorsqu'on connaît certaines dimen- sions facilement déterminables du clapet sphérique A Plus spécialement, l'intervalle radial et le diamètre Ds peuvent être déterminés en utilisant des procédés-géométriques connus, lorsqu'on dispose des valeurs d'un diamètre interne d de la bague 104; d'un diamètre D de l'obturateur sphérique; d'un diamètre externe N de la face 136 de la bague formant siège qui vient en contact avec ledit obturateur, ou extrémité radialement la plus interne de la deuxième face 132; un diamètre externe E de la rondelle élastique 108; ainsi que l'intervalle de conicité K du siège composite au repos, qui est typiquement déterminé à partir du relâchement de la bague 104 formant siège et de la rondelle élastique 108, nécessaire pour compenser l'usure escomptée du siège Ces dimensions sont typiquement des paramètres donnés, déterminés par les dimensions de la valve que l'on souhaite obtenir, et ils sont déterminés en fonction de normes industrielles classiques. Il y a un seul et unique diamètre Ds et un seul et unique intervalle radial v entre le siège et l'obturateur pour chacune des bagues 104 et 106 formant siège, correspondant à chaque groupe de paramètres donnés propres à la valve (D,d,N,E, et K), si bien que,lorsque la bague 104 ou 106 est déformée lors de l'assemblage, la face de contact 136 ou 138 de cette bague formant siège épouse la configuration sphérique de l'obtura- teur C. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, telle qu'illustrée sur les figures 2 et 3, les sièges B sont configurés de telle façon que, dans la position de référence lors du préassemblage, les extrémités de petit diamètre des rondelles élastiques tronconiques 108, 110 et des bagues 104, 106 formant siège soient davantage rapproc Iies direction de l'obturateur sphérique En se référant à l'ensemble de la figure 2 formant siège d'amont, la valeur de la conicité à l'extrémité interne 156 de la rondelle élastique est prédéter- minée pour correspondre à l'usure escomptée de la bague 106 formant siège d'aval (figure 3) pendant la durée de vie de la valve La première face 128 de la bague 104 a une forme tronconique complémentaire de celle de la rondelle élastique 108 La deuxième face 132 de la bague 104 est destinée à venir buter intimement contre la première face 112 (ou face de support) de la bague de renforcement 100 Comme l'illustre le mieux la figure 4, dans la position de référence lors du préassemblage, la troisième face 136 (face de contact) de la bague formant siège est arquée de façon que le diamètre de sa surface sphérique soit légèrement plus grand que le diamètre de l'obturateur sphérique et en soit décalé axialement. L'extrémité radialement la plus interne de cette face de con- tact 136 repose contre l'obturateur sphérique C sur une ligne circonférentielle de contact 160, un intervalle de jeu étant ainsi ménagé à l'extrémité radialement la plus externe de ladite face de contact 136. En se référant aux figures 5 à 10, il convient à présent de décrire le fonctionnement du clapet sphérique nou- veau selon l'invention La figure 5 représente ce clapet à l'état complètement assemblé et en position ouverte (lorsqu' aucune pression de fluide n'agit) Dans cette position, les deux sièges B ont été déplacés de leur position exempte de contraintes (figures 2 à 4) à une position de contrainte totale. L'obturateur sphérique C, les sièges B et les épaulements et 72 sont dimensionnés de manière à provoquer cette situa- tion lors de l'assemblage de la valve. En particulier, et si l'on observe notamment les figures 5 à 7, les sièges sont disposés, à l'état assemblé, t 5 t 16 ? 8 de manière que les bagues opposées 104 et 106 formant siège soient coincées, afin d'être comprimées, entre les bagues associées de renforcement 100 et 102 et les rondelles élas- tiques 108 et 110 En outre, lors de l'assemblage de la valve, ces bagues 104 et 106 formant siège sont fléchies par rota- tion à l'égard l'une de l'autre et en direction des épaule- ments 70 et 72 complémentairesgénéralement autour de leurs faces externes et en direction des rondelles élastiques 108 et 110, en réaction à la venue en contact des faces 136 et 138 avec l'obturateur sphérique C Il en résulte que les rondelles élastiques associées 108 et 110 sont comprimées pour être quasiment aplaties Dans la position des figures 6 et 7, les rondelles élastiques 108 et 110 sont déviées de préférence d'une distance de déport (K sur la figure 4) prédéterminée par l'usure raisonnable escomptée de la bague 106 formant siège d'aval pendant la durée de vie du clapet A. La flexion conjointe des bagues 104 et 106 formant siège-et des rondelles élastiques 108 et 110 permet d'obtenir un assemblage composite de siège élastique qui présente quatre avantages principaux Le premier consiste à permettre une précharge contrôlée des surfaces de siège contre l'obtu- rateur sphérique Etant donné qu'une certaine quantité de charge est nécessaire pour maintenir une étanchéité, la plupart des clapets sphériques de l'art antérieur atteignent la précharge en écrasant les bagues formant siège entre l'obturateur sphérique et le collet ou l'épaulement lors de l'assemblage, ce qui interdit en effet un mouvement de l'obturateur sphérique Avec des bagues formant siège fabri- quées en des matières plastiques dures, il en résulte un couple de fonctionnement beaucoup trop élevé Cependant, la précharge contrôlée grâce à la présente invention assure une surface de siège contre l'obturateur sphérique en réaction à une flexion plutôt qu'à un écrasement, ce quiconfère un couple de fonctionnement acceptable En deuxième lieu, les combinaisons de bagues formant siège et de rondelles élasti- ques maintiennent une étanchéité aux fluides lorsque de basses tld? 8 pressions agissent sur les sièges Si les bagues formant siège ne sont pas chargées élastiquement contre l'obturateur sphé- rique, les sièges accusent une plus grande propension à la fuite à de basses pressions, c'est-à-dire lorsque la charge de pression agissant contre l'obturateur est moindre. En troisième lieu, on obtient ainsi un dispositif d'étanchéité qui compense l'usure des sièges et les tolérances de fabrica- tion Lorsque les sièges s'usent lors du fonctionnement de la valve, les parties constituant ces sièges se détendent un peu contre l'obturateur sphérique, en augmentant la durée de vie exempte de fuites En quatrième lieu, la flexion conjointe résiste à l'effet de la flèche de l'obturateur sphérique susceptible de déformer les sièges sous l'action des forces exercées par le poids dudit obturateur. Si l'action élastique était seulement exercée par les rondelles élastiques sans le concours supplémentaire de l'effet d'élasticité provoqué par les bagues formant siège, lesdites rondelles élastiques devraient surmonter l'élasticité de ces bagues formant siège en vue de leur imposer une flexion contre l'obturateur sphérique afin de compenser l'usure. Au stade de l'assemblage, les ensembles composites formés par les rondelles élastiques et les bagues formant siège selon la présente invention sont aplatis et fléchis dans une large mesure à l'écart des bagues de support, c'est- à-dire que les deuxièmes faces 132 et 134 des bagues formant siège sont fléchies à l'écart des régions complémentaires des premières faces 112 et 114 des bagues de renforcement. Cela donne naissance à des intervalles 170 et 172 de réserve permettant la flexion pour assumer le relâchement des bagues formant siège et des rondelles élastiques tout en maintenant une précharge contre l'obturateur sphérique C. Les bagues de renforcement 100 et 102 combinées conformément à l'invention avec les rondelles élastiques et les bagues formant siège permettent d'obtenir cinq avantages essentiels. Le premier de ces avantages est que lesdites bagues de renforcement permettent une réduction de la contrainte 2 521678 imposée à la bague 106 formant siège d'aval Sans la présence des bagues de renforcement 100 et 102, la pression agissant derrière la bague 104 formant siège d'amont sur une surface de contact effective, vers l'extérieur et jusqu'au gradin 78 du contre-alésage, impose une charge à la bague 106 formant siège d'aval et à la rondelle élastique 110 Lorsqu'on insère une bague de renforcement 100 placée en amont, la surface de contact effective de la charge transmise à la bague formant siège d'aval est réduite par la zone superficielle supplémen- taire de la première face 112 de la bague de renforcement, qui supporte ladite bague 104 formant siège d'amont et lui permet de résister à des charges de pression La diminution de clhar- ge agissant sur la bague 106 formant siège d'aval lorsque la valve est en position fermée réduit la contrainte de la surface de siège et par conséquent l'usure du siège, de façon à prolonger la longévité de la valve exempte de fuites. En deuxième lieu, la bague de support 100 a pour fonctions de supporter la bague 104 formant siège d'amont et d'empêcher son affaissement sous l'effet de la pression. Dans des systèmes de l'art antérieur ne comportant pas de bague de renforcement 100 placée en amont, la bague 104 formant siège d'amont peut s'affaisser lorsqu'elle subit une charge statique de longue durée En troisième lieu, lorsque, pendant un cycle de fonctionnement, la face 136 venant en contact avec l'obturateur sphérique obture partiellement l'orifice de cet obturateur tout en maintenant son contact hermétique avec ce dernier, la bague de renforcement 100 située en amont supporte la bague 104 formant siège pour empêcher un bombement vers l'intérieur Un affaissement ou un bombement vers l'intérieur de la bague 104 formant siège d'amont affecte immédiatement l'étanchéité de l'ensemble formant siège d'aval. Du fait des avantages précités, la bague de renforce- ment 100 située en amont retient la bague 104 de telle sorte que la pression admissible agissant sur cette dernière puisse être accrue par rapport à la pression admissible permise lorsqu'aucune bague de renforcement n'est prévue. En quatrième lieu, la bague de support 102 placée 2 $ 21678 en aval assure elle aussi une butée efficace contre laquelle la deuxième face 134 de la bague 106 peut former un moyen ultérieur d'étanchement entre le collet et le siège La plu- part des matières classiques utilisées pour fabriquer des bagues formant siège s'écrasent au stade de l'assemblage entre la rondelle élastique et le collet ou gradin 80 du contre- alésage Sans la présence de la bague de support 102, la bague 106 formant siège peut également glisser facilement à l'écart de ce mince collet dans le corps de la valve Particulièrement en présence de matières plastiques dures telles que du poly- éthylène, il est nécessaire de prévoir une butée plus efficace pour assurer un moyen ultérieur d'étanchement. De surcroît, un cinquième avantage des bagues de renforcement 100 et 102 consiste à retarder un fluage vers l'arrière des bagues 104 et 106 formant siège, et en particu- lier de la bague 106 formant siège d'aval Lorsque la valve est en position de fermeture et qu'une charge agit à l'encon- tre de la bague formant siège d'amont alors qu'il n'est prévu aucune bague de support 102 placée en aval, l'obturateur sphérique C accuse une plus grande tendance à déplacer la bague 106 formant siège d'aval vers le centre du corps de la valve, en particulier si la matière formant les sièges est du polytétrafluoréthylène ou matière analogue Un tel déport ou fluage a pour résultat de diminuer la précharge de la surface de siège nécessaire pour maintenir une étan- chéité efficace. Il convient de faire observer que, bien que la présente invention puisse être appliquée à une forme de réa- lisation du type à obturateur sphérique flottant, l'obturateur sphérique C ne doit pas nécessairement se mouvoir ou flotter axialement en direction de l'ensemble formant siège d'aval pour assurer une étanchéité de ce dernier lorsque la valve est en position fermée et à l'état de charge Du fait que la rondelle élastique 110 placée en aval est sensiblement aplatie contre l'épaulement 72 lors de l'assemblage, la bague 106 formant siège d'aval est essentiellement retenue sur ses quatre côtés et la force agissant sur la face 138 en contact avec l'obturateur sphérique est également répartie sur la totalité de cette face La force appliquée par la charge ne déforme pas la bague 106 formant siège pour permettre un mouvement axial de l'obturateur sphérique C de haut en bas en vue d'assurer principalement l'étanchéité de la bague formant siège d'aval En revanche, l'invention permet d'atteindre une étanchéité des deux assemblages formant siège d'amont et siège d'aval, d'un bout à l'autre de la durée d'utilisation du clapet sphérique Toutefois, même après qu'ure usure excessive de la bague formant siège d'aval a pu entraîner une baisse de l'étanchéité en amont, le clapet sphérique selon l'invention n'accusera aucune défaillance car l'ensemble formant siège d'aval assurera toujours l'étanchement. Sur les figures 8,9 et 10, un clapet sphérique A' ayant subi une usure considérable dans la région de l'ensemble formant siège d'aval au voisinage d'un élément extrême d'assemblable 16 ', est illustré en position fermée lorsqu'il est soumis à une forte pression de fluide, la direction de l'écoulement du fluide étant désignée par une flèche à proximité de l'orifice d'admissi-on de la valve. Comme illustré, un obturateur sphérique C' est obligée par la pression du fluide, à se mouvoir axialeràent en direction de l'épaulement 72 et contre la bague formant siège d'aval, de manière qu'une rondelle élastique 110 ' conserve pour l'essentiel son état aplati Du fait de l'usure notable d'une bague 106 ' formant siège, un Intervalle 172 ' est agrandi en conséquence Une troisième face 138 ', venant en contact avec l'obturateur sphérique, de la bague 106 ' formant siège d'aval demeure en contact hermétique avec la surface de l'obturateur sphérique C' pour assurer une étanchéité aux fluides avec une répartition égale de contraintes sur l'étendue de ladite face 138 '. L'ensemble formant siège d'amont et associé à un élément extrême d'assemblage 14 ' est soumis à une flexion vers la direction de mouvement de l'obturateur sphérique et il est partiellement soulagé de son état d'assemblage initial pour s'adapter à l'usure de la bague 106 ' formant siège d'aval, tout en maintenant une étanchéité aux fluides avec la surface de l'obturateur sphérique C' L'état d'aplatis- sement sensible d'une rondelle élastique 108 ' est diminué jusqu'à une valeur souhaitée pour compenser l'usure de la bague formant siège d'aval La bague 104 ' formant siège d'amont a également été détendue d'une valeur identique pour combler partiellement un intervalle de réserve 170 ' contre la première face 112 ' d'une bague de renforcement 100 ' placée en amont Du fait de la flexion en rotation de la bague 104 ' formant siège, une deuxième face 132 ' de cette bague est déplacée pour venir au contact de la première face de la bague de renforcement 100 ' Une face 136 ', venant en contact avec l'obturateur, de la bague 104 ' formant siège d'amont demeure pour l'essentiel en contact hermétique avec la surface de l'obturateur sphérique C' Cet obturateur déforme une région radialement la plus interne de cette face 136 ' de telle façon qu'au moins cette région présente une conformation sphérique complémentaire de celle de l'obturateur Lorsque le clapet A' dela figure 8 est amené à sa position d'ouverture, le clapet sphérique C' effectue un mouvement axial rétrograde en direc- tion de l'élément extrême d'assemblage 14 ' d'une manière telle que les rondelles élastiques 108 ' et 110 ' exercent des pres- sions égales sur l'obturateur sphérique. -25 Le clapet sphérique A et les sièges B décrits en détail ci-avant constituent un perfectionnement notable apporté aux agencements précédemment connus dans l'art antérieur La forme de réalisation selon l'invention permet aux ensembles formant siège d'être souples et de fléchir d'une manière prédéterminable et contrôlable au stade de l'assemblage initial afin de faciliter la compensation de l'usure des sièges, les tolérances de fabrication et la flèche de l'obturateur sphérique, et d'assurer une précharge contrôlée en vue d'une facilité de fonctionnement améliorée et d'un étanchement à basse pression Les surfaces des bagues formant siège qui viennent au contact de l'obturateur sphérique sont dimension- nées et configurées de façon à se déformer pour venir herméti- 2 52 t 6 ?S quement en contact par complémentarité avec la surface de l'obturateur sphérique au stade de l'assemblage, dans le but d'assurer une répartition égale de contrainte sur toute l'étendue des faces 136 et 138 L'incorporation de bagues de support 100 et 102 associées aux bagues perfectionnées 104 et 106 formant siège et aux rondelles élastiques 108 et 110 évite des problèmes posés par le bombement vers l'intérieur, l'affaissement des sièges, la forte contrainte imposée au siège d'aval, le fluage vers l'arrière et les-fuites ultérieures entre le siège et l'épaulement, sans pour autant porter atteinte aux avantages qui gratifient le fonctionnement de la combinaison des bagues formant siège et des rondelles élastiques. D'autres modifications qui ne sont pas spécifiquement illustrées sur les dessins peuvent être aisément apportées aux sièges annulaires B sans sortir d'une quelconque manière du cadre de l'invention Par exemple, il peut être souhaitable *de modifier légèrement les caractéristiques dimensionnelles relatives des bagues formant siège, des bagues de renforcement et des rondelles élastiques pour satisfaire à d-es exigences particulières de fonctionnement. Il va donc de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au clapet sphérique décrit et repré- senté, sans sortir du cadre de l'invention. t 1675 REVENDICATIONS 1 Clapet sphérique comprenant un corps ( 10) percé d'un passage central; un obturateur sphérique (C) qui présente un canal ( 20) d'écoulement du fluide et qui est monté, dans ledit passage, de façon à accomplir sélectivement une rotation entre des positions d'ouverture et de fermeture dudit clapet (A) afin de commander le débit du fluide parcourant ce clapet, ledit obturateur sphérique comportant en outre un rayon de courbure sur une surface externe; une paire d'épaulements ininterrompus ( 70,72) s'étendant radialement vers l'intérieur dans ledit passage et ménagés circonférentiellement dans ce dernier de part et d'autre dudit obturateur sphérique (C) une paire de contre-alésages s'étendant radialement vers l'intérieur dans ledit passage et ménagés de part et d'autre dudit obturateur sphérique (C), chacun desdits contre- alésages présentant une paroi extrême interne et étant ininterrompue circonférentiellement; ainsi qu'une paire d'ensembles compo- sites (B) formant siège et logés axialement dans ledit passage de part et d'autre dudit obturateur sphérique (C) afin de venir en contact avec ce dernier de manière étanche aux fluides, clapet sphérique caractérisé par le fait que chacun desdits ensembles (B) comprend une bague de renforcement ( 100; 102) percée d'un trou central, et comportant une première face ( 112; 114) tournée vers l'un respectif des épaulements ( 70,72), une deuxième face ( 116; 118) butant contre l'une des parois extrêmes respectives desdits contre-alésages, ainsi-qu'une troisième face ( 120; 122) généralement tournée vers ledit obturateur sphérique (C) à distance de ce dernier; une bague ( 104; 106) formant siège, conçue pour fléchir élastiquement pour l'essentiel en direction et à l'écart de ladidte bague de renforcement ( 100; 102) et comportant un orifice central, une première face ( 128; 130) généralement tournée vers l'un respectif des épaulements, une deuxième face ( 132; 134) butant contre la première face ( 112; 114) de la bague de renforcement, ainsi qu'une troisième face ( 136; 138) orientée vers l'obturateur sphérique pour venir hermétiquement en contact avec la surface externe de cet obturateur (C), ladite troisième face ( 136; 138) étant profilée et présentant un rayon de courbure qui, à l'état non contraint et non assemblé, est plus grand que le rayon dudit obturateur sphérique (C); et une rondelle élastique ( 108; 110) percée d'un orifice central et présentant une configuration généralement tronconique à l'état non contraint lorsqu'elle est intercalée entre ladite bague ( 104; 106) formant siège et l'un respectif desdits épaulements ( 70,72); et par le fait que l'obturateur sphérique (C) et chaque paire d'ensembles composites (B) formant siège sont dimensionnés de telle sorte que, lorsqu'ils sont assemblés axialement entre lesdits épaulements ( 70,72), chaque bague ( 104; 106) formant siège soit fléchie à l'écart d'une bague de renforcement respective ( 100; 102) et contrainte de façon à présenter, sur sa troisième face ( 136; 138), un rayon de courbure sensiblement équivalent au rayon de courbure de l'obturateur sphérique (C), en étant hermétiquement en contact avec ledit obturateur sphérique (C) sur toute l'étendue de ladite troisième face ( 136; 138), chaque bague élastique ( 108; 110) subissant une contrainte d'aplatissement pour pousser en permanence la troisième face de la bague associée ( 104; 106) formant siège au contact dudit obturateur sphérique (C). 2 Clapet sphérique selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que l'obturateur sphérique (C) et chaque paire d'ensembles composites (B) formant siège sont dimension- nés de telle sorte que, lorsqu'ils sont assemblés à partir d'une position de référence lors du préassemblage, la bague ( 104; 106) formant siège et la rondelle élastique ( 108; ) de chaque ensemble subissent une flexion et une contrainte de manière à accuser, dans la-région de leurs orifices cen- raux, un déplacement axial égal à un espacement axial d'une extrémité radialement la plus interne de la deuxième face ( 132; 134) de la bague formant siège à partir de l'obturateur sphérique (C), augmenté d'un déplacement axial de la rondelle élastique ( 108; 110) dans une position concentrique audit espacement axial. 3 Clapet sphérique selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que le déplacement axial de la rondelle élas- tique ( 108; 110) dans la région de son trou central consiste en un déplacement de cette rondelle en direction de l'un res- pectif des épaulements ( 70,72). 4 Clapet sphérique selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que le centre du diamètre (Ds) de la surface sphérique au repos est décalé du centre de l'obturateur sphéri- que (C). Clapet sphérique selon la revendication 4, carac- térisé par le fait que le centre de la surface sphérique au repos est décalé axialement du centre de l'obturateur sphérique (C). 6 Clapet sphérique selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que son corps ( 10) comporte un élément extrême amovible d'assemblage ( 14; 16) qui délimite l'un des épaulements ( 70,72). 7 Clapet sphérique selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que les bagues ( 104,106) formant siège comportent chacune sur sa première face ( 128; 130) un collet circonférentiel s'étendant axialement pour positionner, par rapport à ladite bague, la rondelle élastique associée ( 108 ). 8 Clapet sphérique selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que les orifices centraux ménagés dans chaque rondelle élastique ( 108; 110) et dans chaque bague associée ( 104; 106) formant siège sont de dimensions sensible- ment égales et plus petits que l'orifice central pratiqué dans la bague de renforcement associée ( 100; 102). 9 Clapet sphérique selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que l'obturateur sphérique (C) est mobile axialement dans le passage lorsque ledit clapet (A) est en position de fermeture, de façon à permettre un mouvement de cet obturateur vers l'un des épaulements ( 70,72) en réaction à la pression du fluide, la bague ( 104; 106) formant siège et associée à l'autre desdits épaulements accusant une flexion vers la direction de mouvement dudit obturateur sphérique (C) en coopération avec l'influence de sa rondelle élastique 2521678. associée ( 108; 110), de telle sorte que la troisième face de cette dernière soit poussée en vue d'un contact permanent avec ledit obturateur sphérique. Clapet sphérique selon la revendication 9, carac- térisé par le fait que la flexion des bagues ( 104,106) formant siège est une flexion du type rotatoire. 11 Clapet sphérique selon la revendication i, carac- térisé par le fait que les bagues ( 104,106) formant siège sont fabriquées en une matière élastique. 12 Clapet sphérique selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que chaque bague ( 104; 106) formant siège est emprisonnée, afin d'être comprimée, entre la bague de renforcement ( 100; 102) et la rondelle élastique ( 108; 110) associées. 13 Clapet sphérique selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que les premières faces ( 112,114) des bagues de renforcement sont conformées de façon à assurer une surface rigide de support des bagues ( 104,106) formant siège. 14 Clapet sphérique selon-la revendication 13, caractérisé par le fait que chaque bague de renforcement ( 100; 102) est éloignée de l'obturateur sphérique (C) d'une distance l'empêchant de-venir buter contre cet obturateur et inhibant la déformation et le déplacement de la bague associée ( 104; 106) formant siège entre la troisième face ( 120; 122) de la bague de renforcement et l'obturateur sphérique. Clapet sphérique comprenant un corps ( 10) percé d'un canal généralement cylindrique ( 20) pour l'écoulement d'un fluide; un obturateur sphérique (C) logé dans ledit canal et monté pour effectuer sélectivement une rotation entre des positions d'ouverture et de fermeture dudit clapet (A), cet obturateur sphérique étant mobile pour l'essentiel axiale- ment dans ledit canal au moins lorsque ledit clapet (A) occupe sa position fermée sous l'action de la pression du fluide; une paire de bagues ( 104, 106) formant siège et logées dans ledit canal de part et d'autre de l'obturateur sphérique (C) entre ce dernier et des épaulements associés ( 70,72) dudit t 1678 corps ( 10); une paire de rondelles élastiques ( 108, 110), annulaires ou tronconiques et intercalées entre chacune des bagues formant siège et l'épaulement associé de manière pousser en permanence lesdites bagues formant siège en contact hermétique avec ledit obturateur sphérique (C) ainsi qu'une paire de bagues de renforcement ( 100, 102) logées dans ledit canal de part et d'autre de l'obturateur sphérique (C) et axialement vers l'intérieur desdites bagues formant siège, de façon à former une surface rigide de support de la bague associée formant siège, clapet caractérisé par le fait que chaque bague ( 104; 106) formant siège est configurée de telle sorte que, lors de l'assemblage dudit clapet (A) 9 cette bague soit fléchie par rotation sur sa surface externe, généralement à l'écart de sa bague de renforcement associée ( 100; 102), afin qu'une surface ininterrompue de ladite bague formant siège, orientée vers l'obturateur sphérique (C), soit-poussée en contact hermétique permanent avec cet obturateur sphérique (C), et qu'un intervalle ( 170) de ladite bague formant siège, permettant sa flexion, soit ménagé entre une région de ladite surface rigide de support et ladite bague ( 104; 106) formant siège. 16 Clapet sphérique selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la surface ininterrompue présente,. au repos, une configuration curviligne déterminée par un rayon plus grand que le rayon de l'obturateur sphérique (C), cette surface ininterrompue présentant, à l'état assemblé et contraint, une configuration curviligne dont le rayon est généralement équivalent à celui dudit obturateur sphéri- que (C). 17 Clapet sphérique selon la revendication 15, caractérisé par le fait que l'obturateur sphérique (C) est déplacé axialement dans le canal en direction de l'un des épaulements ( 70,72) du corps ( 10) en réaction à la pression du fluide à laquelle il est soumis lorsque ledit clapet (A) occupe sa position fermée, la bague ( 104; 106) formant siège et associée à l'autre des épaulements ( 70,72) dudit corps ( 10) étant relâchée vers cet épaulement pour maintenir le 2 t 521678 contact avec l'obturateur sphérique (C). 18 Clapet sphérique selon la revendication 15, carac- térisé par le fait que chaque bague ( 104; 106) formant siège est serrée entre l'une respective des bagues de renforcement ( 100, 102) et l'une respective des rondelles élastiques ( 108, ), ces rondelles élastiques étant comprimées jusqu'à un état sensiblement aplati, au moins lors de l'assemblage initial dudit clapet (A). 19 Clapet sphérique comprenant un corps ( 10) percé d'un canal sensiblement cylindrique ( 20) permettant l'écoule- ment d'un fluide; un obturateur sphérique (C) placé dans ledit canal et monté pour effectuer sélectivement une rotation entre des positions d'ouverture et de fermeture dudit clapet (A), cet obturateur sphérique étant mobile pour l'essentiel axialement dans ledit canal au moins lorsque ledit clapet (A) occupe sa position fermée sous l'action de la pression du fluide; une paire de bagues ( 104,106) formant siège et logées dans ledit canal de part et d'autre de l'obturateur sphérique (C) entre ce dernier et des épaulements associés ( 70,72) façonnés dans ledit corps ( 10); une paire de rondelles élastiques ( 108,110), annulaires ou tronconiques et interca- lées entre chaque bague formant siège et l'épaulement associé en vue de pousser en permanence les bagues formant siège vers un contact hermétique avec ledit obturateur sphérique (C) ainsi qu'une paire de bagues de renforcement ( 100,102), logées dans ledit canal de part et d'autre de l'obturateur sphérique (C) et axialement vers l'intérieur desdites bagues formant siège, de façon à former une surface rigide de support de la bague associée ( 104; 106) formant siège, clapet caracté- risé par le fait que chaque bague ( 104; 106) formant siège comporte une circonférence butant contre une paroi latérale dudit canal d'écoulement du fluide, une première face ( 128 ) tournée vers l'une respective desdites paires de rondelles élastiques ( 108, 110), une deuxième face ( 132 134) tournée vers l'une respective desdites paires de bagues de renforcement ( 100, 102), ainsi qu'une troisième face ( 136 138) qui, tournée vers ledit obturateur sphérique (C), présente, dans une position de référence lors du préassemblage, un rayon de courbure plus grand que celui d'une surface externe de cet obturateur (C); qui est espacée dudit obtura- teur sphérique par un intervalle radial à une extrémité radia- lement la plus interne de ladite seconde face ( 132; 134); et qui, lors de l'assemblage, présente un rayon de courbure sensiblement égal audit rayon de courbure de l'obturateur sphérique (C) en venant en contact par complémentarité avec ledit obturateur sphérique par l'étendue de ladite troisième face ( 136; 138), ladite deuxième face ( 132; 134) de ladite bague ( 104; 106) formant siège étant en outre espacée, lors de l'assemblage, d'une région de la première face ( 112; 114) de la bague de renforcement, de manière à ménager un interval- le de réserve ( 170) permettant la flexion de ladite bague formant siège. Clapet sphérique selon la revendication 19, carac- térisé par le fait que la bague ( 104; 106) formant siège lorsqu'elle se déplace de la position de référence de préas- semblage à la position d'assemblage, accuse une flexion à sa périphérie et est poussée en contact hermétique par sa troisième face ( 136; 138) avec l'obturateur sphérique (C).