Brevet FR2556439A1 — publié le 19850614

1. Dispositif de fermeture. La présente invention concerne un dispositif de fermeture, notamment une vanne à disque, comportant un corps, dans lequel est ménagé un passage pourvu d'un siège d'appui étanche, pour un volet d'obturation en forme de disque., monté axialement à coulisse sur un côté d'un arbre oscillant qui est transversal au passage ménagé dans le corps, et avec lequel le disque d'obturation est solidaire en rotation; un mécanisme de manoeuvre asservi à un système d'actionnement est prévu pour commander le disque d'obturation, afin de soulever le disque en l'écar- tant de son siège dans une première phase de déplacement, ou afin d'appliquer le disque sur son siège dans le sens inverse, et afin de faire ensuite tourner le disque ainsi écarté, en même temps que l'arbre. On connaît des dispositifs de fermeture du genre défini ci-dessus, par exemple d'après le brevet suisse correspondant à la demande de brevet n 6388/82. Ces dispositifs de fermeture connus comportent un mécanisme de manoeuvre, actionné par l'extérieur du corps, et assurant les deux phases de déplacement du disque d'obtura- tion au moyen d'un mouvement de rotation. Au moins pour certains genres d'applications, ces dispositifs de fermeture connus présentent un inconvénient, car l'étanchéité de leur mécanisme de manoeuvre par rapport au corps, c'est-à-dire par rapport à l'extérieur, n'est pas assurée d'une manière suffisante. Il n'est pas possible en effet d'assurer sur ces disposi- tifs une étanchéité absolument sûre à l'égard des fuites de gaz et de liquides. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de fermeture du genre considéré, avec lequel on évite d'une manière sûre l'inconvénient que l'on vient d'exposer. 2. Selon l'invention, le dispositif de fermeture tel que défini plus haut est caractérisé en ce que le mécanisme de manoeuvre comporte un mécanisme de commande à déplacement linéaire, disposé intérieurement dans l'arbre oscillant. De préférence, le mécanisme de commande à dépla- cement linéaire comporte une tige de manoeuvre, qui pénètre latéralement, de l'extérieur vers l'intérieur, dans le corps, et qui est guidée à l'intérieur de l'arbre oscillant, pour pouvoir coulisser alternativement dans cet arbre; une gorge de commande est prévue, à la surface de la tige de manoeuvre pour déterminer les mouvements du disque d'obturation, par l'intermédiaire d'un organe de liaison et d'entraînement asservi aux déplacements de la tige de manoeuvre; cet organe de liaison et d'entraînement est engagé dans la gorge de commande de la tige, et en prise sous le disque d'obturation. La tige de manoeuvre est bloquée en rotation, et le dispositif comporte un système de ressorts, pour pousser constamment le disque d'obturation en appui contre l'organe de liaison et d'entraînement, afin de maintenir cet organe en position d'engagement dans la gorge de commande. De préférence, l'organe de liaison et d'entraîne- ment comporte un corps de révolution tel qu'une bille, montée dans un trou qui traverse un bossage disposé en saillie sur un côté de l'arbre oscillant, pour assurer le guidage du disque d'obturation. La tige de manoeuvre cylindrique comporte de préférence une première partie, de faible profondeur, orientée dans le sens axial, et correspondant à la position de fermeture du disque d'obturation; puis une deuxième partie, raccordée à la première partie et également orientée dans le sens axial, mais présentant une profondeur croissante, 3. pour commander le mouvement de coulissement transversal du disque d'obturation, par rapport à son arbre; et une troisième partie, faisant suite à la deuxième partie et de forme courbe, par exemple hélicoidale, pour commander le mouvement de rotation de l'arbre et du disque d'obturation. Grâce à l'agencement conforme à l'invention, il est possible de prévoir sur la tige de manoeuvre du mécanisme de commande linéaire des moyens d'obturation étanches par rapport au corps et par rapport à l'extérieur; ces moyens d'étanchéité sont constitués de préférence par une garniture à soufflet, telle qu'un soufflet élastique. Par exemple, le système d'actionnement du mécanisme de manoeuvre comporte un vérin pneumatique ou hydraulique, ou encore un système électro-mécanique. On va maintenant décrire en détail un mode de réalisation de l'invention, présenté ci-après à titre d'exemple en référence aux figures annexées, dans lesquelles: la figure 1 est une vue de côté, en coupe partielle, d'un dispositif de fermeture conforme à l'invention, la figure 2 est une vue en plan, par-dessus, du dispositif de fermeture de la figure 1, la figure 3 est une coupe à échelle légèrement agrandie du dispositif de la figure 1, avec le disque d'obturation en position de fermeture, la figure 4 est une coupe de la figure 3, suivant IV-IV, la figure 5 est une représentation des gorges de commande ménagées sur la tige de manoeuvre du disposi- tif conforme à l'invention. Le dispositif de fermeture représenté sur les figures 1 à 5 comporte un corps 1, pouvant être raccordé 4. par des brides à un système de conduites, et un volet d'obturation en forme de disque 3, monté dans un passa- ge 2, o ce volet associé à un arbre oscillant 5 peut venir en appui étanche contre un siège d'obturation 4 du passage 2. En outre, des moyens de manoeuvre 6 sont prévus pour commander le mécanisme de l'arbre oscillant 5. Le disque d'obturation 3 peut coulisser transversalement par rapport à l'arbre oscillant 5, mais il est solidaire en rotation de l'arbre 5. Le mécanisme de manoeuvre que l'on décrit plus en détail ci-après, en référence aux figures 3 à 5, sert à soulever le disque d'obturation 3, pour l'écar- ter de son siège dans une première phase de déplacement, ou à appliquer le disque contre son siège 4 dans le mouvement inverse. Le mouvement du disque 3 ainsi soulevé comporte ensuite une seconde phase, o le disque 3 tourne en même temps que son arbre 5. On voit sur les figures 3 et 4 les détails du montage du disque d'obturation 3 sur l'arbre oscillant 5, ainsi que les détails du mécanisme de manoeuvre du disque, et du système d'actionnement associé. Sur les figures 1 à 4, on a représenté le disque d'obturation 3 en position d'appui étanche sur son siège 4, dans le passage 2 du corps 1, et l'arbre oscillant 5, en plusieurs parties, qui est monté dans des paliers 7, 8 du corps 1. Le mécanisme de manoeuvre comporte un système de commande linéaire, disposé à l'intérieur de l'arbre oscillant 5, et constitué par une tige de manoeuvre 10 qui pénètre par le c8té dans le corps 1 et dans l'arbre oscillant 5, à l'intérieur duquel cette tige peut coulisser dans un mouvement de va-et-vient, sous l'action d'un vérin d'actionnement 9. Sur la surface cylindrique de la tige de manoeuvre 10, est ménagée 5. une gorge de commande 11 qui détermine les mouvements du volet d'obturation 3. On décrit ci-après cette gorge de commande, en référence à la figure 5. Le volet d'obturation 3 est monté à coulisse sur un bossage de guidage cylindrique 12, en saillie sur le c8té de l'arbre 5. Le bossage 12 fait partie d'un support 13 plus important, qui constitue lui-même la partie médiane de l'arbre oscillant 5, et contient en outre des ressorts de traction 14, 15, qui assurent en permanence la mise en appui du volet d'obturation 3 contre un organe de liaison et d'entraînement 16 pour maintenir en même temps ce dernier en position d' engagement dans la gorge de commande 11. L'organe de liaison et d'entraînement 16, disposé dans un trou 17 qui traverse le bossage de guidage 12, est constitué par une bille, dans le mode de réalisation considéré à titre d'exemple. Un doigt 18 diamétralement opposé à la bille 16 et fixé à la partie médiane de l'arbre pivotant creux 5, est engagé dans une autre gorge de commande 19 de la tige de manoeuvre 10. Le tracé de la gorge de commande 19 correspond à celui de la première gorge de commande 11, de telle manière que la bille 16 et le doigt 18 constituent en combinaison un organe double de liaison et d'entraînement. On voit également sur la figure 3 comment est réalisée l'obturation étanche de l'intérieur du disposi- tif de fermeture par rapport à l'extérieur, au moyen d'une garniture en soufflet 21, qui est fixée d'une part au corps 1 et d'autre part à une rondelle de liaison 20 assujettie à la tige de manoeuvre 10. Ceci permet une étanchéité complète de l'intérieur du dispositif de fermeture, par rapport à l'extérieur, tant à l'égard des fuites de liquide qu'à l'égard des fuites de gaz, grâce à un choix approprié de la matière de la garniture en soufflet 21. 6. L'appareil d'actionnement 22 associé au dispositif de fermeture, comporte des contacteurs de bout de course (non représentés), servant à indiquer les positiorsextrêmes du volet d'obturation 3, en fonc- tion de la position de la tige de manoeuvre 10. On a représenté sur la figure 5 de la tige de manoeuvre 10, avec ses deux gorges de commande ll et 19, qui sont disposées à la surface de la tige 10, symétriquement de part et d'autre de l'axe de celle-ci, de manière à commander le mouvement de rotation du volet d'obturation 3, par l'intermédiaire de la bille 16 et du doigt 18. En outre, la tige de commande 10 comporte un trou transversal 23, dans lequel passe une tige de guidage 24, montée à coulisse dans des fentes longitu- dinales 25, 26, pour empêcher une rotation de la tige de manoeuvre 10. On voit sur la figure 5 que la gorge de commande ll comporte une première partie A, qui est rectiligne et à très faible profondeur. Cette partie A correspond à la position de fermeture du disque d'obturation 3, et, grâce à la pente très faible qui agit ainsi sur la bille 16 dans cette partie de la gorge, aucun effort important n'existe alors dans le mécanisme, pour manoeu- vrer le disque d'obturation 3 ou le maintenir en position de fermeture. La gorge de commande ll comporte ensuite une partie B également rectiligne, mais dont la profondeur augmente constamment. Grâce à cette pente croissante, on peut assurer l'écartement du disque d'obturation 3 par rapport à son siège, en regard de cette partie B de la tige de manoeuvre 10 qui se déplace vers la droite. A la fin de la partie B de la tige de manoeuvre 10, se situe la fin du mouvement d'écartement du disque 7. d'obturation 3, ou dans le sens inverse, la fin du mouvement de fermeture du disque. La gorge de commande 11 comporte ensuite une troisième partie C, disposée en hélice autour de la tige de manoeuvre 10, sur un débattement angulaire total de 90 . Le mouvement de coulissement aller-et-retour de la tige de manoeuvre assure dans cette partie C de la gorge de commande ll une rotation de 900 du disque d'obturation, pour amener le disque en position d'ouverture complète. La gorge de commande 11 comporte encore un prolongement D, qui est sans influence sur le mouvement du disque d'obtu- ration 3. o8 8. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fermeture comportant un corps (1), dans lequel est ménagé un passage (2) pourvu d'un siège d'appui étanche (4), pour un volet d'obturation en forme de disque (3), monté axialement à coulisse sur un côté d'un arbre oscillant (5), qui est transver- sal par rapport au passage (2,, et avec lequel le disque d'obturation (3) est solidaire en rotation; un mécanisme de manoeuvre (10), asservi à un système d'actionnement (9) étant prévu pour commander le disque d'obturation (3), afin de déplacer le disque (3) en l'écartant de son siège (4) dans une première phase de déplacement, ou afin d'appliquer le disque (3) sur son siège (4) dans le sens inverse, et afin de faire ensuite tourner le disque (3) ainsi écarté, en même temps que l'arbre (5); le dispositif étant caractérisé en ce que le mécanisme de manoeuvre (10) comporte un mécanisme de commande à déplacement linéaire (10, 11, 16, 19), disposé intérieurement dans l'arbre oscillant (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le mécanisme de commande à déplacement linéaire comporte une tige de manoeuvre (10), qui pénètre latéralement dans lé corps (1), de l'extérieur vers l'intérieur et qui est guidée à l'intérieur de l'arbre oscillant (5) pour pouvoir coulisser alternati- vement dans cet arbre; une gorge de commande (11) étant prévue à la surface de la tige de manoeuvre (10) pour déterminer les mouvements du disque d'obturation (3), par l'intermédiaire d'un organe de liaison et d'entraînement (16), asservi aux déplacements de la tige de manoeuvre (10) ; cet organe de liaison et d'entraînement (16) étant engagé dans la gorge de commande (11), et en prise sous le disque d'obturation (3). 9. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que la tige de manoeuvre (10) est bloquée en rotation. 4. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce qu'il comporte un système de ressorts (14,15), pour pousser constamment le disque d'obturation (3) en appui contre l'organe de liaison et d'entraînement (16) afin de maintenir cet organe en position d'engagement dans la gorge de commande (11). 5. Dispositif selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que l'organe de liaison et d'entrai- nement (16) comporte un corps de révolution, tel qu'une bille (16), montée dans un trou (17) qui traverse un bossage (12) disposé en saillie sur un côté de l'arbre oscil].lant (5), pour assurer le guidage du disque d'obturation (3). 6. Dispositif selon la revendication 2 comportant une tige de manoeuvre (10) qui est cylindrique, caracté- risé en ce que la gorge de commande (11) comporte une première partie (A) de faible profondeur, orientée dans le sens axial et correspondant à la position de fermeture du disque d'obturation (3); puis une deuxième partie (B) raccordée à la première partie (A) et égale- ment orientée dans le sens axial, mais présentant une profondeur croissante, pour commander le mouvement de coulissement transversal du disque d'obturation (3) par rapport à son arbre (5); et une troisième partie (C), faisant suite à la deuxième partie (B) et de forme courbe, par exemple hélicoidale, pour commander le mou- vement de rotation de l'arbre (5) et du disque d'obtu- ration (3). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tige de manoeuvre (10) du mécanisme de commande linéaire comporte des moyens d'obturation étanches par rapport au corps (1) 10. et par rapport à l'extérieur, ces moyens d'étanchéité étant constitués par une garniture en soufflet, telle qu'un soufflet élastique. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le système d'actionnement (9) du mécanisme de manoeuvre comporte un vérin pneumatique ou hydraulique. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des contacteurs de bout de course asservis à la tige de manoeuvre (10) pour indiquer les positions extrêmes du disque d'obtu- ration.