Brevet FR2526116A1 — publié le 19831104

Robinet à clapet, à contrôle de fuite, notamment pour l'industrie alimentaire. La présente invention concerne un robinet à clapet utilisable notamment pour séparer de façon étanche deux ou plusieurs canalisations de circulation de fluides, pouvant éventuellement être mises en communication, notamment pour l'industrie alimentaire, du type comportant un corps tubulaire vertical incluant une première chambre constituant le cylindre d'un vérin pneumatique dont la tige du piston traverse le fond de cette chambre et porte un clapet inférieur unique à Joint d'étanchéité annulaire apte à se mouvoir dans une seconde chambre contigüe, (dans laquelle débouchent des canalisations horizontales et une canalisation verticale inférieure) de manière à obturer l'accès à cette dernière, au niveau d'un siège porté par l'embouchure de ladite canalisation, ledit robinet comportant également un dispositif de contrôle de fuite incluant un conduit prévu dans le siège du clapet et débouchant à l'extérieur du robinet. Dans le domaine de l'industrie alimentaire en particulier, on utilise des robinets à clapet pour réaliser certains circuits et séparer de manière absolument étanche deux ou plusieurs circuits ou canalisations contenant des produits différents, en évitant tout mélange susceptible de s'avérer catastrophique, par exemple dans le cas de liquides alimentaires, pu bien pour mettre en communication deux ou plusieurs de ces circuits pour les nettoyer et les rincer. Une telle étanchéité absolue étant -impérative, on utilise,par souci de sécurité, des robinets du type indiqué permettant de déceler tout défaut d'étanchéité amont/aval ou inversement sans pour autant permettre le mélange des produits. On connaît dans ce domaine deux types principaux de robinets. Dans le premier cas, il s'agit d'un robinet à double étanchéité qui comporte une chambre, contenant un vérin de manoeuvre d'un piston muni d'un clapet venant s'appliquer contre un siège solidaire d'une seconde chambre où débouchent les canalisations, et un second clapet indépendant appuyé sur un second siège solidaire de la seconde chambre, et solidaire d'une tige creuse à ouvertures latérales formant témoin de fuite. Les clapets s'appuient contre les sièges par l'intermédiaire de deux joints respectifs d'étanchéité et l'un d'eux comporte un joint supplémentaire destiné, à l'ouverture, à obturer le témoin de fuite. C'est une solution élaborée et onéreuse, incluant deux pistons et trois joints d'étanchéité. Dans le second type connu de robinets à clapet de cette nature, le corps du robinet comprend une chambre logeant un vérin de manoeuvre dont la tige forme un piston à clapet déplaçable dans une seconde chambre où débouchent des canalisations et obturant l'accès à l'une d'elles. Ici, il est prévu une double étanchéité réalisée à l'aide de deux joints toriques portant contre un siège de forme complexe étagée à deux épaulements et toute fuite est décelée entre les deux joints par un conduit traversant l'organe formant sièye et se terminant par u: orifice obturé par une membrane asservie en même temps que le vérin. Cette réalisation est également relativement complexe et onéreuse et comporte encore deux joints d'étanchéité. C'est pourquoi la présente invention a pour but de simplifier la constitution de ce type de robinets tout en assurant une double étanchéité fiable entre ca-na- lisations et en éliminant les inconvénients des systèmes antérieurs, à savoir prix de revient, pièces à usinage complexe, etc. Ce problème est résolu conformément à l'invention dans un dispositif du type indiqué plus haut grâce au fait qu'il est prévu un seul joint d'étanchéité annulaire solidaire du clapet et dont la face tournée vers le siège comporte une gorge annulaire continue formant sas délimitant deux appuis périphériques appliqués contre le siège en établissant deux barrières d'étanchéité successives entre la ou les canalisations horizontales et la canalisation inférieure, de part et d'autre de la gorge annulaire dans laquelle débouche le conduit du dispositif de contrôle de fuite. Ainsi, le dispositif selon l'invention utilise un seul piston, un seul joint d'étanchéité, un seul clapet de constitution simple et un siège unique de forme très simple pour un fonctionnement très efficace et fiable. En outre, selon une autre caractéristique avantageuse, le robinet selon l'invention comporte un dispositif d'obturation du conduit de contrôle de fuite monté sur la sortie de ce dernier et constitué par un petit vérin à simple effet comportant un piston rappelé par unressort en position ouverte et muni d'un joint en bout apte à être applique de façon étanche sur un orifice du conduit de liaison à l'atmosphère pour l'obturer. L'avantage de ce type de dispositif d'obturation est d'être beaucoup plus robuste et fiable qu'un système à membrane, par ailleurs d'une réalisation plus complexe et par là même plus onéreuse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, sur lesquels - La Fig. 1 représente une vue d'ensemble en coupe axiale du robinet selon l'invention - La Fig. 2 représente une vue à plus grande échelle du clapet du robinet de la fig. 1 ; et - La Fig. 3 représente une vue de détail du dispositif de contrôle et d'obturation de fuite du robinet de la Fig. 1. Le robinet de la figure 1 se compose d'un corps vertical de forme générale tubulaire 1 comportant une première chambre supérieure 2 formant cylindre d'un vérin pneumatique muni d'un piston 3 solidaire d'une tige 4 dont l'extrémité supérieure terminée par un embout 5 circule dans une ouverture centrale du fond 6 de la chambre et peut être repoussé à ltencontre d'un ressort 7 contenu entre le fond 6 et le piston 3. La chambre 2 comporte des raccords 8, 9 d'admission d'air comprimé et d'évacuation. Le corps 1 comporte en outre une seconde chambre 10 contigüe à la chambre 2 par une partie intermédiaire 11, dont elle -est solidaire par un collier extérieur de serrage 12, au niveau duquel est disposée intérieurement une plaque porte-joint 13. Cette chambre est raccordée à une ou plusieurs canalisations horizontales telles que 14 et à une canalisation inférieure verticale 15 dont le bord 16 de l'embouchure forme un siège pour un clapet mobile en forme de disque 17 porté par l'extrémité inférieure de la tige 4. Comme cela est mieux visible sur la figure 2, le clapet 17 comporte un seul joint annulaire d'étanchéité 18 enserré entre une plaque supérieure 19 en forme de disque àbord périphérique saillant 20 et une plaque inférieure 21 en forme de disque, fixées l'une à l'autre. L'espace délimité par ces plaques est de forme trapézoidale et correspond à la section trapézoidale du joint 18, vue en coupe transversale. Le joint annulaire 18 comporte, sur sa face tournée vers le siège plat 16, une gorge annulaire continue 22 formant sas et délimitant deux appuis périphériques 23, 24 appliqués - à l'état fermé - contre le siège en établissant deux barrières d'étanchéité successives entre la ou les canalisations 14 et la canalisation 15, de part et d'autre de la gorge annulaire 22. Comme le montre la figure 3, c'est dans cette gorge 22 que débouche un conduit 25 du dispositif de contrôle et d'obturation de fuite 27. Ce dispositif 27 est monté sur la sortie du conduit 26 et comprend une chambre 28 dans laquelle peut se mouvoir axialement un piston 29 portant un joint d'étanchéité en bout 30 apte à obturer un orifice 31 de liaison au conduit 25. Entre un épaulement arrière 32 du piston et un épaulement 33 de la chambre est disposé un ressort 34 rappelant le piston en permanence dans sa position d'ouve-rture reliant l'orifice du conduit 26 à l'atmosphère. Par ailleurs, ce dispositif 27 en forme de petit vérin à simple effet comporte sur son coté arrière un embout 35 relié de façon appropriée à la tubulure 8 d'admission d'air comprimé du vérin principal du robinet. Ci-après on va décrire le fonctionnement du robinet. A l'état fermé (figs. 1 et 2), le joint 18 du clapet 17 obture hermétiquement tout passage entre les canalisations 14 et 15. S'il apparaît une fuite due à l'usure, à la présence de corps étrangers, à une mauvaise fermeture ou autre, au niveau de l'un ou l'autre des appuis périphériques 23, 24 du joint, le liquide passe entre l'appui concerné et le siège 16, pénètre dans le conduit 25 et sort dans l'atmosphère, le ressort de rappel 34 maintenant en permanence le joint d'étanchéité 30 du vérin écarté de l'orifice 31 du conduit 25. On notera que la fuite peut se produire,soit de la canalisation 14 vers le sas 22 du joint 18, soit de la canalisation 15 vers le sas 22, c'est-à-dire que l'on peut contrôler toute fuite dans les deux sens de circulation. Par ailleurs lorsque le robinet est ouvert, pour assurer le mélange de liquides ou la circulation d'un même liquide dans toutes les canalisations, il faut au contraire assurer la fermeture du dispositif 27 de contrôle de fuite et d'obturation afin d'éviter la mise à l'atmosphère et l'écoulement continu du fluide. Cette fermeture est assurée par envoi d'air comprimé à l'embout 35 qui repousse le piston 29 en position fermée, dans laquelle il obture l'orifice 31 du conduit 25 au moyen du joint d'étanchéité 30. REVENDICATIONS 1. Robinet à clapet utilisable notamment pour séparer de façon étanche deux ou plusieurs canalisations (14, 15) de circulation de fluides; pouvant éventuellement être mises en communication, notamment pour l'industrie alimentaire, du type comportant un corps tubulaire vertical (1) incluant une première chambre (2) logeant un vérin pneumatique (3) dont est solidaire une tige de piston (4) traversant le fond de cette chambre et portant un clapet inférieur unique (17) à joint d'étanchéité annulaire et apte à être déplacée dans une seconde chambre (10) dans laquelle débouchent des canalisations horizontales (14) et une canalisation verticale inférieure (15) de manière à obturer l'accès à cette dernière, au niveau d'un siège (16) porté par l'embouchure de ladite canalisation -(15), ledit robinet comportant un dispositif (25, 27) de contrôle de fuite incluant un conduit (25) prévu dans le siège du clapet et débouchant à l'extérieur du robinet, caractérisé en ce qu'il est prévu un seul joint d'étanchéité annulaire (18) solidaire du clapet (17) et dont la face tournée vers le siège comporte une gorge annulaire cont-inue (22) formant sas délimitant deux appuis périphériques (23, 24) appliqués contre le siège en établissant deux barrières d'étanchéité successives entre la ou les canalisations horizontales (14) et la canalisation inférieure (15), de part et d'autre de la gorge annulaire (22) dans laquelle débouche le conduit (25) du dispositif de contrôle de fuite. 2. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (17) est formé d'une plaque supérieure (19) en forme de disque muni d'un bord extérieur (20) et d'une plaque inférieure (21) en forme de disque, fixées l'une à l'autre de manière à enserrer entre elles, dans une cavité de section trapézoidale, le joint d'étanchéité (18) de section correspondante, et que la gorge annulaire (22) du joint est également de forme trapézoidale en coupe transversale. 3. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (27) d'obturation du conduit (25) de contrôle de fuite monté sur la sortie de ce dernier et constitué par un petit vérin à simple effet comportant un piston (29) rappelé par un ressort (34) en position ouverte et muni d'un joint en bout (30) apte à être appliqué de façon étanche sur un orifice (31) du conduit (25) de liaison à l'atmosphère pour l'obturer. 4. Robinet selon la revendication 3, caractérisé en ce que le côté de manoeuvre du petit vérin (27) est relié à la source d'air comprimé de manoeuvre du vérin principal (3) du robinet.