Brevet FR2554541A1 — publié le 19850510

"Vanne pour fluide ". La présente invention concerne une vanne pour fluide et notamment une vanne comportant un bottier et un corps principal de vanne en résine synthétique et qui est destinée notamment à une conduite principale d'eau. On connait déjà de telles vannes notam- ment une vanne représentée aux figures 1 à 3. Cette vanne se compose d'un bottier (1) et d'un corps principal (2) en fonte. Les deux éléments peuvent être réalisés avec une épaisseur relativement faible du fait de leur résis- tance propre. Le corps principal (2) est constitué par une plaque et est logé dans une rainure de guidage (4) réalisée dans la surface latérale de la paroi périphéri- que intérieure d'un passage de fluide (3) du bottier (1) dans la partie inférieure de celui-ci pour éviter toute vibration du corps de vanne (2) par suite de la pression du fluide. Cette rainure de guidage (4) réalisée dans la partie inférieure du passage de fluide (3) (figure 3) est à l'origine de fuites à cause des saletés qui se dépo- sent à cet endroit et interdisent la fermeture complète par le corps principal de vanne (2). De plus, la forme angulaire des bords (5) de l'ouverture de la rainure de guidage (4) a pour inconvénient d'accrocher des corps étra,,yes, si bien que la partie angulaire du bord (5) de l'ouverture de la rainure de guidage (4) risque de s'user par suite du frottement du fluide et un jeu se forme ainsi entre le bord et le corps principal (2) de la vanne. La présente invention a pour but de remé- dier à ces inconvénients et se propose de créer une vanne permettant un passage régulier du fluide sans dépôt d'aucune impureté dans le passage d'écoulement de fluide dans le bottier de la vanne et dont le bord de la rainure de guidage réalisée dans le corps principal de la vanne ne subisse pas d'usure. A cet effet, l'invention concerne une vanne du type ci-dessus comprenant un bottier de vanne en résine synthétique formé d'un élément de conduite consti- tuant un passage de fluide et un élément tubulaire en saillie vers le haut à partir d'un siège de vanne réalisé dans une ouverture de la surface périphérique de l'élément de conduite, ainsi qu'un corps principal.de vanne, essen- tiellement conique, réalisé en résine synthétique, et qui a une extrémité inférieure essentiellement sphérique, pour être introduit dans l'élément tubulaire, dans le passage de fluide de l'élément de conduite à travers le siège de vanne pour ouvrir et fermer le passage de fluide. Des rainures de guidage avec des sections courbes adaptées à la courbure de la surface périphérique extérieure du corps principal de la vanne sont réalisées dans la. paroi périphérique intérieure de l'élément de conduite du bot- tier de la vanne alors que le siège de vanne qui fait partie de l'élément de conduite sur lequel s'appuie l'ex- trémité sphérique du corps principal présente la même forme de surface que celle du passage de fluide. Ainsi grâce à l'invention, la partie for- mant le siège de la vanne dans la partie inférieure de l'élément de conduite du bottier de vanne ne présente pas de saillie formant une poche et offre la même forme de 554541 - surface que le passage de fluide de l'élément de conduite. Cela évite le dépôt de corps étrangers etc dans l'élément de conduite et permet la fermeture complète du passage de fluide. En outre, les rainures de guidage courbes réali- sées dans l'élément de conduite ont des sections courbes adaptées à la surface courbe du corps principal de la vanne. C'est pourquoi aucun corps étranger n'est accroché par les bords des rainures de guidage qui, de ce fait, ne subissent aucune usure importante sous l'effet du fluide. L'extrémité essentiellement sphérique du corps principal de la vanne permet un écoulement doux du fluide même lorsque le corps principal occupe une position in- termédiaire (position de semi-ouverture). Le corps prin- cipal de la vanne présente une forme essentiellement coni- que. C'est pourquoi lorsque la pression du fluide s'exerce dans la direction de la flèche (voir ci-après figure 5) la surface sphérique soumise à la pression du fluide est poussée vers l'intérieur mais les surfaces sphériques de chaque côté de cette surface et qui sont perpendiculaires, se développent et changent de forme comme cela est repré- senté en pointillés. Ainsi, les surfaces périphériques de chaque côté du corps principal de la vanne s'adaptent fermement et étroitement dans les rainures de guidage, ce qui améliore les caractéristiques d'étanchéité réali- sées par le corps de la vanne. De plus, la forme essen- tiellement conique du corps principal de la vanne facilite l'usinage du moule et le bottier de la vanne et le corps principal de celle-ci, en résine synthétique sont légers et ont une meilleure résistance à la corrosion. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté, coupée d'une vanne classique. - la figure 2 est une coupe selon la ligne II - II de la figure 1. - la figure 3 est une coupe longitudinale de la vanne de la figure 1. - la figure 4 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'invention. - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V - V de la figure 4. - la figure 6 est une coupe longitudinale de la partie inférieure du corps principal de vanne selon un autre mode de réalisation de l'invention. - la figure 7 est une vue de face d'un élément de recouvrement, élastique correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention. - la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VIII - VIII de la figure 7. - la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne IX-IX de la figure 7. - la figure 10 est une vue de-dessous du corps de recouvrement élastique de la figure 7. DESCRIPTION DE DIFFERENTS MODES DE REALISATION PREFEREN- TIELS DE L'INVENTION: Les caractéristiques principales et divers modes de réalisation de l'invention seront décrits ci- après à l'aide des figures 4 à 10. Selon la figure 4, la référence (11) désigne un bottier de vanne réalisé en résine synthéti- que par exemple une résine dure de chlorure de vinyle, avec un élément de conduite (12), un siège de vanne (13) et un élément tubulaire (14). Le siège de vanne (13) a une forme conique, renversée, et va en s'ouvrant vers le haut en faisant corps avec la périphérie de l'ouverture (15) de la partie supérieure de la surface périphérique intérieure de l'élément de conduite (12) et l'élément tubulaire (14) qui fonctionne comme moyen de guidage a une forme venant en saillie, faisant corps avec la péri- phérie extérieure du bord ouvert du siège (13) de la vanne 2S54541 par l'intermédiaire d'un épaulement circulaire (16). Des brides (17) et (18) sont prévues à chaque extrémité de l'élément de conduite (12)et àl'extrémité supérieure de l'élément tubulaire (14). Une plaque de support (19) pour l'axe de la vanne est mise en place dans l'ouverture supé- rieure de l'élément tubulaire (14); un corps de couver- cle (21) recouvre la plaque de support (19) par l'inter- médiaire d'une plaque d'appui (20) et est fixé à la bride (18) par des boulons (22). La référence (23) désigne le corps prin- cipal de la vanne qui se compose d'un élément de vanne (25) mis en place dans le siège de vanne (13); l'élément de vanne (25) est recouvert d'un élément de recouvrement élastique (24); un élément de guidage (26) est prévu au- dessus de la partie supérieure de l'élément de vanne (25) pour pouvoir glisser dans l'élément tubulaire (14). L'élé- ment de vanne (25) est réalisé en résine synthétique par exemple une résine de chlorure de vinyle; l'élément (25) présente une forme essentiellement conique et la partie inférieure a une forme sphérique. Un épaulement circulaire (28) de liaison est réalisé autour de la périphérie exté- rieure du bord supérieur de l'élément de vanne (25). L'élément de recouvrement élastique (24) en caoutchouc synthétique ou analogue et qui s'applique étroitement contre le siège de vanne (13) recouvre toute la surface périphérique extérieure de l'élément de vanne (25). Un bord en saillie (29) assurant la liaison vient en saillie vers l'intérieur au voisinage de l'ouverture (15) du siège de vanne (13); il a une forme de cercle autour de l'extrémité supérieure de l'élément de recouvre- ment élastique (24); ce bord circulaire (29) en saillie coopère avec l'épaulement de liaison (28) circulaire de l'élément de vanne (25) et la surface supérieure de l'élé- ment de recouvrement élastique (24) est ainsi enfoncée par l'élément de guidage (26). Le corps principal (23) de la vanne se soulève le long des rainures de guidage (30) réalisées sur les c6tés opposés de la surface intérieure de l'élé- ment de conduite (12) du bottier de vanne (11) et présente des sections 'circulaires adaptées aux surfaces courbes des côtés opposés de la surface périphérique extérieure du corps principal (23). Un élément de siège de vanne (31) à l'extrémité inférieure intérieure de l'élément de conduite (12) présente la même forme de surface que la surface périphérique intérieure de cet élément. L'élément de guidage (26) qui coopère avec les rainures de guidage (32) réalisées dans l'élément tubulaire (14) et qui glisse dans la direction verticale à l'intérieur de l'élément tubulaire (14) s'adapte sur la partie supérieure du corps principal (23) venant en saillie dans l'élément tubulaire (14) et est fixé à la surface supérieure de l'élément de vanne (25) par des vis ou analogues. La surface intérieure de l'élément de gui- dage (26) est adaptée sous pression dans le bord de liai- son (29) en saillie prévu à l'extrémité supérieure de l'élément de recouvrement élastique (24) de façon à rete- nir l'élément de recouvrement (24). Un cylindre à filetage intérieur (34) est logé dans un orifice de passage d'axe (33) percé au centre de la surface supérieure de l'élément de guidage (26), dans la partie centrale du corps principal (23) de la vanne et le filetage (36) de l'axe (35) de la vanne est vissé dans le cylindre (34) à filetage intérieur. La partie supérieure de l'axe (35) de la vanne traverse la plaque de support (19), la plaque d'appui (20) et le corps de couvercle (21), dans cet ordre, pour venir en saillie par rapport au corps de couvercle (21). Une collerette circulaire (37) réalisée dans une partie intermédiaire de l'axe (35) de la vanne est maintenue en rotation par'une cavité circulaire (38) dans la plaque d'appui (19). Une cavité (41) dans laquelle peut venir l'axe (35) de la vanne est réalisée dans l'élément de vanne (25) du corps principal (23) de la vanne. Le fonctionnement du mode de réalisation ci-dessus est le suivant: Lorsqu'on fait tourner l'axe (35) de la vanne dans le sens des aiguilles d'une montre, à l'aide d'une poignée ou d'un volant (non représenté aux dessins) en partant de la position représentée à la figure 4), le corps principal (23) de la vanne se soulève dans l'élément tubulaire de la cage (11) de la vanne du fait de la liai- son par vissage du cylindre (34) à filetage interne et le filet (36), puisque le mouvement axial de l'axe (35) est réglé par la coopération entre la plaque de support (19) de l'axe de la vanne et la plaque d'appui (20) et du fait que la rotation du corps principal (23) est réglée par les rainures de guidage (32). Ainsi, le corps prin- cipal (23) de la vanne se soulève par rapport à la partie (31) formant siège de vanne et libère le passage de fluide (39) de l'élément de conduite (12). Lorsqu'on fait tourner l'axe (35) de la vanne dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en partant de cette position d'ouverture, le corps prin- cipal (23) de la vanne descend dans l'élément de conduite (12), le fonctionnement étant l'opposé de celui décrit ci-dessus, de façon à fermer la partie de siège de vanne (31) et le passage de fluide (39) de l'élément de conduite (12); le passage de fluide (39) peut ainsi se fermer complètement. Dans ces conditions, l'élément de recouvre- ment élastique (24) s'applique étroitement contre la par- tie de siège de vanne (31) et les rainures de guidage (30) évitant toute fuite de fluide. La partie inférieure du passage de fluide (39) de l'élément de conduite (12) qui a la même forme de surface que le passage de fluide (39) et ne comporte pas de partie en saillie, évite tout dépot de saletés ou de corps étrangers dans le passage de fluide (39); les rainures de guidage circulaires (30) de l'élé- ment de conduite (12) n'ayant pas de partie en saillie susceptible de retenir des corps étrangers, on évite ainsi toute usure due à l'action du fluide. - En outre, l'extrémité pratiquement sphé- rique de l'élément de vanne (25) du corps principal (23) de la vanne offre une faible résistance au fluide même lorsque le-corps principal est en position intermédiaire de semi-ouverture. La description suivante concerne un autre mode de réalisation de l'invention, plus particulièrement représenté à la figure 6. Ce mode de réalisation comporte une rainure (40) prévue à l'extrémité inférieure de l'élément de recou- vrement élastique (24) du corps principal (23) de la vanne, dans la direction perpendiculaire au passage de fluide (39). Cela permet à l'élément de recouvrement élastique (24) de venir en contact avec la partie de siège de vanne (31) en deux endroits (a) et (b) de chaque côté de la rainure concave (40), ce qui permet d'éviter avec plus sécurité toute fuite de fluide. Un autre mode de réalisation de l'inven- tion sera décrit plus particulièrement à l'aide des figu- res 7 à 10. Dans ce mode de réalisation, on a une partie en saillie (43), dirigée vers l'intérieur de façon à ren- forcer la paroi avec une cavité prévue à l'extrémité infé- rieure du corps de vanne, cette partie renforcée étant prévue à l'extrémité inférieure de l'élément de recouvre- ment élastique (42) en caoutchouc synthétique ou analogue recouvrant le corps de vanne; cela évite que le corps de vanne et l'élément de recouvrement élastique (42) ne glis- sent l'un par rapport à l'autre au cours des mouvements d'ouverture et de fermeture exécutés par le corps princi- pal de la vanne ou sous l'effet de la pression du fluide tel que de l'eau. Des nervures en saillie (45) sont éga- lement prévues de chaque côté dans la direction axiale, sur la périphérie extérieure d'une surface hémisphérique (44) à la partie inférieure de l'élément de recouvrement élastique (42); les extrémités inférieures de chacune des nervures en saillie (45) ont la même forme de surface que l'extrémité inférieure de l'élément de recouvrement élas- tique (42). La surface extérieure de l'élément de recou- vrement élastique (42) est revêtue d'une matière synthé- tique au fluor permettant un mouvement doux. Le diamètre 1 de la partie hémisphérique du corps principal de la vanne comprenant le corps de vanne et l'élément de recouvrement élastique (42) recou- vrant le corps de vanne est supérieur au diamètre ú2 de l'élément de conduite (47) du bottier (46) de la vanne et des rainures concaves (49) de dimensions plus importan- tes que le diamètre.2 de l'élément de conduite (47) sont prévues sur les côtés opposés l'un de l'autre dans la direction perpendiculaire à la direction axiale, à l'endroit du siège de vanne dans le passage de fluide (48) délimité par les parois intérieures de l'élément de con- duite (47). Le corps principal (23) touche l'intérieur des rainures concaves (49) de façon que les nervures en saillie (45) de l'élément de recouvrement élastique (42) soient prévues selon les milieux latéraux des rainures concaves (49). L'élément de recouvrement élastique (42) a une dimension plus importante que les rainures concaves (49) à l'endroit des nervures en saillie (45). Dans cette structure, le corps principal (23) de la vanne est fortement pressé, de façon linéaire dans les rainures concaves (49) de passage de fluide (48) à l'endroit des nervures en saillie (45). L'augmentation de la pression ainsi obtenue permet d'arrêter le passage du îiuide (tel que de l'eau) en exerçant un couple de serrage plus réduit. En outre, le revêtement de matière synthétique au fluor sur la surface extérieure de l'élé- ment de recouvrement élastique (42) réduit le frottement du corps contre le siège de la vanne et les rainures con- caves (49) lui permet de réduire le couple de serrage. Ainsi aucune force excessive n'est appliquée sur l'élément de recouvrement élastique (42), ce qui en augmente la durée de vie. il R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Vanne caractérisée en ce qu'elle se compose d'un bottier (46) en résine synthétique compre- nant un élément de conduite (12) constituant un passage de fluide (39) et un élément tubulaire (14) en saillie vers le haut à partir d'un siège de vanne (13) réalisé dans une ouverture (15) de la surface périphérique de l'élément de conduite (12) et un corps principal de vanne (23) essentiellement conique en résine synthétique avec une extrémité inférieure essentiellement sphérique, le corps étant introduit à partir de l'élément tubulaire (14) dans le passage de fluide (39) de l'élément de condui- te (12) à travers le siège de vanne (13) pour ouvrir et fermer le passage de fluide (39), des rainures de guidage (32) de section courbe, adaptées à la courbure de la surface périphérique extérieure du corps principal (23) de la vanne étant réalisées suivant la paroi périphérique intérieure de l'élément de conduite (12) du bottier (16), une partie de siège de vanne (31) de l'élément de conduite (12) recevant l'extrémité essentiellement sphérique du corps principal (23) de la vanne, et présentant la même forme de surface que celle du passage de fluide. 2 ) Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps principal (23) de la vanne se compose d'un élément de vanne (25) recouvert extérieurement d'un élément de revêtement (24), élastique muni d'un bord de liaison (29) venant s'accrocher dans un épaulement (28) réalisé dans l'élément de vanne (25) sous la pression d'un organe de guidage (26) fixé à l'élé- ment principal (25) de la vanne. 3 ) Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de revêtement élastique (42) présente à sa partie inférieure une partie en sail- lie (43) destinée à venir se placer dans un logement cor- respondant de l'élément principal de la vanne ainsi que des nervures (45) destinées à venir dans la gorge de forme correspondante réalisée dans le bottier de la vanne. ) Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le corps principal de la vanne est relié par l'intermédiaire d'une pièce (34) à filetage intérieur, à l'axe fileté (35, 36) de la vanne, axe muni d'une collerette (37) assurant le positionnement libre en rotation mais fix éeen translation de l'axe (35) dans une plaque de support (19) revêtue d'une plaque d'appui (20, 21) fixée par des boulons (22) au bottier de la vanne.