Brevet FR2512158A1 — publié le 19830304

Joint d'étanchéité annulaire pour une vanne d'arrêt à bille La présente invention concerne un nouveau type de joint annulaire qui permet d'obtenir une étanchéité parfaite, efficace, fiable et durable dans une vanne d'arrêt à bille, même lorsque cette dernière est montée sur une canalisation de grand diamètre et est,de ce faitsoumise à de fortes différences de pression. On sait qu'actuellement l'étanchéité dans une vanne à bille est assurée au moyen d'un élément annulaire flottant comprenant des cavités appropriés qui logent respectivement le joint d'étanchéité annulaire principal assurant l'étanchéité vers la bille de la vanne et le joint d'étanchéité annulaire assurant l'étanchéité vers le corps de la vanne Ledit élément annulaire flottant est poussé en direction de ladite bille par un ensemble de ressorts qui maintient ledit joint d'étanchéité annulaire principal en contact avec la bille en assurant ainsi une étanchéité même en l'absence de différence de pression, cette étanchéité devenant d'autant plus parfaite que la pression de fonctionnement augmente par le fait que cette dernière engendre une charge supplémentaire progressive sur le joint principal par un effet de piston. Il va de soi que pour obtenir une étanchéité parfaite et efficace, il faut que ledit joint annulaire principal soit de façon idéale très mou et qu'il fasse saillie consi- dérablement de son logement A ce sujet, plus le joint est mou et plus il fait saillie, plus il est susceptible de remédier à tout défaut de surface de la bille dû aux imper- fections de construction, aux éraflures ou aux entailles provoquées par les corps étrangers entraînés par le fluide acheminé. Par contre, le problème fondamental soulevé par de telles vannes lorsqu'elles sont soumises à des différences de pression élevées est la tendance du joint principal annulaire à être extrudé, c'est-à-dire à être expulsé de son logement pendant l'ouverture de ces vannes par le fluide qui, par suite de son étranglement, se rue à grande vitesse à travers ledit corps. Dans l'état actuel de la technique, on utilise des joints. d'étanchéité annulaires principaux réalisés en matière élastique et ayant une section droite circulaire. Toutefois, un tel type de joint d'étanchéité ne possède bien entendu aucune des caractéristiques précitées nécessaires pour assurer une étanchéité hermétique, c'est-à-dire parfaite, efficace A ce sujet, le fait que le joint d'étanchéité a une section droite circulaire signifie qu'une faible partie seulement de ce joint fait saillie du logement si on veut que le joint soit retenu efficacement dans ledit logement En outre, pour empêcher l'extrusion précitée, il faut utiliser des joints d'étanchéité qui, au lieu d'être mous, sont au contraire suffisamment rigides pour qu'une contraction nuisible du joint ne puisse pas se produire. Enfin, un joint d'étanchéité ayant une section droite circulaire, peut tourner dans son siège pendant le déplacement de la bille, ce qui se traduit par une déformation éventuelle du joint et une perte consécutive de ce joint L'objet de la présente invention est de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en réalisant un joint d'étanchéité annulaire principal pour vanne d'arrêt à bille qui ne tourne pas dans son siège pendant le déplacement de la bille, qui n'est pas soumis à une extrusion pendant l'étranglement du fluide acheminé lorsque la vanne est partiellement ouverte, même si ledit joint est en une matière tendre, qui fait saillie de son siège de manière à assurer une étanchéité même contre des surfaces partiellement endommagées de la bille et qui, finalement, peut être installé simplement et rapidement. On atteint ce résultat essentiellement à l'aide d'un joint d'étanchéité annulaire en matière élastomère ayant une section droite qui, au lieu d'être circulaire, s'élargit vers l'arrière de sorte que le joint ne peut pas s'échapper de son logement, ledit joint étant retenu dans son logement par une bague de retenue métallique On réalise ledit joint essentiel- lement en assemblant, d'une manière particulière, un joint torique normal avec un autre joint torique dont le diamètre est beaucoup plus grand que l'autre joint. Plus particulièrement, le joint d'étanchéité annulaire principal pour une vanne d'arrêt à bille comprenant un élément d'tanchéité annulaire flottant qui loge ledit joint dans une cavité avant qu'il comporte et qui le maintient pressé élasti- quement contre la bille de la vanne est caractérisé par le fait qu'il est formé par un élément élastomère dont la section droite est sensiblement triangulaire avec ses sommets arrondis et sa base courbe et quiest retenu dans ladite cavité avant, laquelle a également une section droite triangulaire, au moyen d'une bague de retenue métallique supportée par ledit élément flottant annulaire. On va maintenant décrire de façon détaillée la présente invention en se référant aux dessins annexés qui représentent un mode de réalisation préféré donné à titre purement illustratif et non limitatif étant donné que des variantes de construction peuvent y être apportées sans sortir du cadre de la présente invention En particulier, le joint d'étanchéité annulaire selon la présente invention peut être monté sur une vanne à passage direct au lieu d'une vanne à bille. Sur les dessins: la figure 1 est une vue en perspective partielle d'une vanne d'arrêt à bille utilisant le joint d'étanchéité annulaire selon la présente invention; la figure 2 est une coupe avant,à une échelle plus grande, de la partie de la figure 1 dans laquelle le joint d'étanchéité annulaire selon la présente invention est monté; la figure 3 est une coupe avant du joint d'étanchéité annulaire selon la présente invention, cela à une échelle encore plus grande. Sur les figures, la référence 1 désigne le corps d'une vanne d'arrêt à bille et la référence 2 désigne un élément d'étanchéité flottant annulaire qui est disposé entre le corps 1 de la vanne 3 à billeet est poussé élastiquement par un ensemble circonférentiel de ressorts 4 contre ladite bille 3. Ledit élément flottant annulaire 2 sert de support à un joint d'étanchéité annulaire 5 assurant une étanchéité vers le corps 1 de la vanne et à un joint d'étanchéité annulaire principal 6 assurant une étanchéité parfaitevers la bille 3, ce dernier joint étant logé dans une cavité avant 7 de l'élément flottant 2 et étant retenu dans cette cavité par une bague de retenue métallique 8 qui est aussi supportée par l'élément flottant 2. Le joint d'étanchéité annulaire principal 6 est en matière élastomère et est réalisé essentiellement par assemblage, d'une manière particulière, d'un joint torique normal de rayon r (voir figure 3) avec un autre joint torique ayant un rayon R qui est beaucoup plus grand que celui de l'autre joint de manière que l'on obtienne une section droite résultante qui s'élargit vers l'arrière En bref, ledit joint d'étanchéité annulaire 6 est, dans la pratique, un élastomère de section droite trian- gulaire dont les sommets sont arrondis et dont la base 6 ' est courbe. Selon un mode de réalisation préféré, ladite section droite triangulaire du joint d'étanchéité annulaire 6 a la forme d'un triangle isocèle REVENDICATIONS 1 Joint d'étanchéité annulaire principal pour une vanne d'arrêt à bille comprenant un élément d'étanchéité flottant annulaire ( 2) qui loge, dans une cavité avant ( 7) qu'il comporte, ledit joint ( 6) et le maintient pressé élas- tiquement contre la bille ( 3) de la vanne, caractérisé par le fait qu'il est formé par un élément élastomère qui a une section droite sensiblement triangulaire avec des sommets arrondis et une base courbe ( 6 ') et qu'ilest retenu dans ladite cavité avant, laquelle a aussi une section droite triangulaire, au moyen d'une bague de retenue métallique ( 8) supportée par ledit élément flottant annulaire. 2 Joint d'étanchéité annulaire principal suivant la revendication l, caractérisé par le fait que sa section droite triangulaire et la section droite correspondante de la cavité avant dudit élément flottant annulaire ont sensiblement la forme d'un triangle isocèle.