Brevet FR2523250A1 — publié le 19830916

La présente invention a:trait au domaine des vannes et autres dispositifs de distribution de fluides. El le concerne tout spécialement un robinet perfectionné, par- ticulièrement adapté à des réseaux de circulation de pro- duits liquides ou fondus dangereux e7 @ressifs. On sait que les divers types de @obinets @eu- vent-être classés en deux groupes principaux selon la struc ture et le fonctionnement de leurs dispositifs de et de libération de l'écoulement du fluide. à savo@r le système à boisseau ou opercule dans lequel @n obture eur conique mâle est percé d'une lumière et tou@ne dans @n bois seau femelle pour orientre la lumière ou opercule d@ne @e sens de la tuyauterie ou perpendiculairement @e @v@ à soupape dans lequel l'obturateur, munL d'une @arn@ s'applique sur un siège rodé et se soulève perpendicu@@@@e- ment au point d'appui, par un svstème vis-écrou o@ analcgue. Dans toas les topes de ces robinets @onnus, il existe des phénomènes de rétention momentané@ de liquide, par exemple sous l'obturateur dans le syst@@s à boisse@@@e en amont et aval du siège dans le système * soupape C@@i n'est pas gênant lorsque le liquide est de l'eau ou un f@ui- de sensiblement inerte mais une telle rétention ner des dangers et risques importants @orsque la c@hal@sation draine des produits plus ou moins corrosifs ains@ @@@, @n particuler, des agents radiocatifs. L'invention a pour bu@ d'éliminer les inconvénients précités en supprimant tout phénomène de rêtentin de liquide ou solide au niveau de l'élément de feumeture. El le propose à cet effet un robinet perfectionné c'e type gene ral à soupape mais apparenté également à la vanne à opercule grâce à une étanchéité assurée par contact entre un élément sphérique et un siège conique. Selon la caractéristique principale du robi net de l'invention, la soupape, qui prolonge l'extrémité de la tige de commande, est constituée par deux éléments sphéri- ques dont l'un joue le rôle d'organe d'étanchéité par contact avec une partie conique, servant de siège, usinée dans le corps du robinet, l'autre portion sphérique permettant de répartir les efforts lors de la poussée de la tige sur la paroi interne du corps. D'autres caractéristiques apparaitront mieux dans la description qui suit, relative à un mode de réalisation non limitatif, illustré par les dessins schématiques annexés qui représentent : . Figure 1 : une v-ue générale, en coupe, d'un robinet conforme à l'invention . Figure 2 : la représentation partielle de l'élément d'étanchéité, illustrant les lignes d'effort lors de la fermeture . Figures 3 à S : plusieurs variantes de réalisation de joints d'étanchéité entre la sphère de fermeture et le siège conique .Figures 7 à 9 : diverses vues de circulation de flui- de dans le robinet de l'invention Dans un but de simplification, seule a été illustrée sur la figure 1 la partie inférieure du robinet, qui contint les ca-actéristiques inventives.On retrouve, de façon connue en soi, la tige ; isolée du chapeau 2 par la garniture 3 et du presse-étoupe 4 par le fouloir 5, ainsi que le corps 6 muni de ses joints 7 sur le chapeau 2. Conformément à l''nvçntion, la tige 1, terminée par une partie sphérique 8 sert à actionner, comme élé- ments d'étanchéité, deux portions séparées de sphère 9 et 10 qui se positionnent en auto-alignement lors de la fermeture du robinet par appui sur la tige 1. Le corps 6 est usiné à l'intérieur en section conique1 représentée par la ligne symbolique 11 sur les figures de telle sorte que le contact étanche à la fermeture est obtenu par appui d'un élément sphérique sur le cône du siège ; il est symbolisé par les lignes 12 et i3 sur les figures. Une partie de sphère - par exemple 9 - sert à obtenir l'étanchéité alors que l'autre portion (10) sert à répartir les efforts en agissant de la même façon qu'une vanne à double opercule. Comme cela est illustré sur le schéma de la figure 2, la poussée vers le bas F exercée sur la tige 1 donne les résultantes de force F1 qui provoquent la mise en place et l'auto-alignement des portions sphériques 9, 10 ; lorsque la sphère d'étanchéité 9 parvient au contact de la partie inférieure 13 du corps, la tige poursuit sa poussée suivant l'axe F2, F'2 perpendiculaire à la zone de contact et permet ainsi d'effectuer l'effort nécessaire pour obtenir l'étanchéité. On peut mettre en oeuvre sur les zones de contact 12, 13 les divers modes d'étanchéité déjà connu et les figures 3 à 6 illustrent à cet effet plusieurs variantes telles que : sphère et siège comportant un dépôt 14 d'alliage métallique très dur tel que "stellite" ou "colmonoy" (figure 3) ; sphère seulement munie du dépôt 15 (figure 4) joint torique métallique 16 sur les zones de contact (figure 5) ou encore joint plastique 17 (figure 6). Bien entendu, la nature du fluide et les conditions de fonctionnement du robinet guident le choix de l'un des modes précités d'étanchéité.Cette dernière s'effectue sans aucun glissement ni frottement entre les surfaces de contact et l'on évite ainsi les risques de grippage ou rayure des surfaces de contact, comme cela est le cas fort souvent avec les vannes à opercules ou boisseau. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps 6 du robinet est conformé en sa partie supérieure de façon à présenter un divergent 18 type Venturi qui permet de réduire le diamètre de passade du fluide et de diminuer, simultanément, l'encombrement général du robinet. Les figures 7 à 9 illustrent ce passage de fluide 19. On peut voir en pointillé sur la figure 7 le diamètre D de la tuyauterie et le diamètre réduit d du corps 1. La course e de la tige 1 est notablement réduite par rapport aux robinets classiques et se trouve inférieure au diamètre d . Cela permet notamment l'usage de soufflets, représentés par le chiffre 20 sur la figure 1, pour l'étanchéité au passage de la tige 1. Une telle utilisation de soufflets courts est particulièrement intéressante dans le cas de produits très dangereux pour lesquels toute fuite à l'extérieur doit être évitée. Un tel robinet selon l'invention, qui permet d'obtenir un drainage intégral de la conduite, est particu lièrement adapté pour la distribution de produits agressifs et/ou dangereux tels que par exemple des agents radioactifs, des métaux liquides, des fluides cristallisants, etc.. I1 possède un coefficient CV (paramètre caractéris tique du débit) notablement supérieur à celui des robinets à soupape et des vannes à boisseau. Sa réalisation peut être faite soit en construction forgée soit par moulage, le choix des matériaux mis en oeuvre étant fonction de la nature du fluide et des conditions de service. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation susdécrit et s'étend à toutes les variantes de réalisation de fonctions équivalentes. -REVENDICATIONS 1. Robinet de type à soupape, caractérisé en ce que la soupape, qui prolonge l'extrémité de la tige de commande (1), est constituée par deux éléments sphériques dont l'un (9) joue le rôle d'organe d'étanchéité par contact avec une partie conique (11), servant de siège, usinée dans le corps (6) du robinet ; l'autre portion sphérique (10) permettant de répartir les efforts lors de la poussée de la tige sur la paroi interne du corps. 2. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité (8) de la tige (1) revêt elle-même une forme sphérique adaptée aux éléments séparés (9) et t10). 3. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi interne de la partie supérieure du corps (6) est conformée en un divergent type Venturi (18) permettant de réduire le diamètre de passage (d) du fluide (19) et la course (e) de la tige (1). 4. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que un dépôt d'alliage métallique ou joint (14 à 17) est prévu sur les zones de contact entre la portion de sphère d'étanchéité 9) et la section conique (11) du corps (1). 5. Application du robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, à la distribution de fluides agressifs et/ou dangereux tels que- produits radioactifs, métaux liquides, fluides cristallisants ou analogues.