Brevet FR2596487A1 — publié le 19871002

PROCEDE DE REALISATION D'UN COMPOSANT DE ROBINETTERIE ET COMPOSANT DE ROBINETTERIE OBTENU PAR LA MISE EN OEUVRE DUDIT PROCEDE La présente invention a pour objet un procédé de réalisation d'un composant de robinetterie nottamment un corps de vanne et le composant de robinetterie obtenu par la mise en oeuvre dudit procédé. I1 est bien connu qu'un corps de vanne comporte essentiellement une enveloppe munie d'une conduite d'entrée et d'une conduite de sortie et d'un siège de forme générale annulaire1 interposé entre les conduite d'entrée et de sortie. Le siège, ou plus précisément sa face d'étanchéité, coopère avec un élément mobile d'obturation pour permettre, lorsque l'élément d'obturation est en position fermée, l'interruption de l'écoulement fluide entre l'entrée et la sortie de la vanne. L'obturateur peut prendre différentes formes selon le type de vanne considérée : clapets à battant, vannes à sièges obliques ou parallèles1 robinets, vannes etc. Dans tous les cas, il est nécessaire de réaliser une liaison étanche entre le siège de la vanne et l'enveloppe du corps de vanne. La technique la plus fréquemment utilisée consiste à souder le -siège sur l'enveloppe du corps de vanne. L'utilisation du soudage présente deux types d'inconvénients : d'une part le contrôle de la qualité de la soudure nécessite une inspection d'un type particulier et .qui s'ajoute au contrôle métallurgique des pièces à assembler ; d'autre part, la présence du cordon de soudure crée des infractuosités au niveau de la liaison entre les deux pièces et le cordon de soudure. Ces infractuosités favorisent des phénomènes de corrosion des pièces. Pour remédier à ces inconvénients un objet de l'invention est de fournir un procédé de réalisation d'un composant de robinetterie ne faisant pas appel à des techniques de soudage, notamment pour fixer le siège-3e la vanne sur l'enveloppe du corps de vanne. Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes -On fournit un insert ayant une partie apte à réaliser une fonction de ladite vanne et une partie d'accrochage; -on place ledit insert dans un moule ayant la forme convenable pour réaliser l'enveloppe dudit composant ; i -On réalise l'introduction dans ledit moule du matériau destiné à constituer ladite enveloppe de telle manière que ledit matériau entre en contact au moins avec ladite partie d'accrochage dudit insert pour réaliser une fusion métallurgique de la zone superficielle de ladite partie d'accrochage ; et -On démoule ledit composant, par quoi on obtient une liaison étanche et permanente entre ladite enveloppe et ledit insert. De préférence ladite enveloppe et celle du corps de vanne et ledit insert est le siège annulaire de la vanne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère au dessin annexé sur lequel : -La figure 1 est une vue en coupe d'un corps de clapet à battant. brut de fonderie, selon l'invention. -La figure 2 est une vue en coupe de l'insert formant le siège du corps de clapet représenté sur la figure 1. -La figure 3 est une vue en coupe d'un corps de vanne à sièges parallèles, brut de fonderie, selon l'invention : et -La figure 4 est une vue en coupe d'un insert formant un palier pour l'axe de pivotement du battant d'un clapet à battant. Comme on l'a déjà indiqué précédemment, le procédé selon l'invention utilise la technique de moulage avec insert. En d'autres termes, pour réaliser le composant de robinetterie, notamment le corps de la vanne on place dans le moule, non seulement les noyaux destinés à réserver les zones qui doivent rester en creux dans la pièce finale mais également un insert métallique qui, lui, reste dans la pièce finale, L'insert comporte une partie destinée à former l'élément fonctionnel et une partie d'accrochage qui est noyée dans le matériau formant l'enveloppe du composant de vanne.En outre. la partie d'accrochage a une forme particulière pour créer entre l'insert et le métal moulé des conditions d'échanges thermiques telle1 qu'il se produise, lors de la coulée, une fusion métallurgique entre la zone superficielle d'une partie de l'insert et le métal ou l'alliage coulé. On obtient ainsi entre l'insert et le reste de la pièce moulée une liaison qui, non seulement réalise les propriétés mécaniques requises, mais encore assure entre ces deux pièces une parfaite étanchéité comme l'ont montré les tests effectués. En se référant aux figures 1 et 2 on va décrire un premier exemple de mise en oeuvre du procédé selon 1' invention. La figure 1 montre un corps de clapet à battant obtenu selon le procédé de l'invention. Il comprend une enveloppe 10 définissant une conduite d'entrée 12 avec sa bride de raccordement 14 et une conduite de sortie 16 avec sa bride de raccordement 18, les deux conduites étant raccordées par une chambre 20. La partie supérieure de la chambre 20 est ouverte et la périphérie de son ouverture est munie d'une bride 22 pour la fixation d'un couvercle, En outre, la paroi de la chambre 20 est munie d'un trou 24 pour le passage de l'axe de pivotement du battant du clapet. Comme le montre la figure 1, un insert 30 en forme de couronne est solidarisé avec l'enveloppe 10 lors, du moulage du corps de vanne. L'insert 30 est disposé à la liaison entre la chambre 20 et la conduite d'entrée 12, pour former un siège. La figure 2 représente plus en détail la forme de l'insert 30. I1 a la forme générale d'une couronne comportant une face cylindrique latérale interne 32, une face plane supérieure 34, une face latérale externe 36 et une face plane inférieure 38. De préférence la face supérieure 34 qui forme la face détanchéité est recouverte d'un dépôt métallique dur 40, l'insert 30 étant réalisé en acier au carbone non allié. La face latérale externe 36 comporte une portion cylindrique 36a proche de la face supérieure 34 et une portion tronconique 36b proche de la face inférieure 38. La portion de l'insert 30 limitée par la portion tronconique 36b forme la partie d'ancrage. Le moule est conçu de telle manière que la face inférieure 38, la portion tronconique 36b et une partie de la portion cylindrique 36a soient au contact du métal de coulée. Ce sont ces portions superficielles de l'insert 30 qui réagissent avec le métal de coulée pour réaliser entre l'insert 30 et l'enveloppe 10 la fusion métallurgique. Dans l'exemple considéré, le métal de coulée est également un acier au carbone non allié 1 Pour favoriser encore la fusion métallurgique, on recouvre, de préférence, les faces mentionnées de l'insert 30 d'un métal favorisant la fusion. Ce métal peut être du fer ou du nickel. Ce revêtement est réalisé, par exemple, par dépôt électrolytique. L'insert de la figure 2 a les cotes sivantes : diamètre interne Di = 76 mm ; épaisseur E = 11 mm ; diamètre externe au niveau de l'accrochage De = 90 mm ; diamètre externe courant Di = 85 mm. La figure 3 illustre un deuxième exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour réaliser un corps de vanne à sièges parallèles. L'enveloppe 50 du corps de vanne, qui est réalisée par moulage. comprend une conduite d'entrée 52 avec sa bride de raccordment 54 et une conduite de sortie 56 avec sa bride de raccordement 58, les deux conduites étant sensiblement alignées et débouchant dans une chambre 60. Le chambre 60 se termine à sa partie supérieure par une ouverture 62 munie d'une bride 64 pour la fixation du chapeau de la vanne. Le corps de vanne comprend également deux sièges référencés respectivement 66 et 68. Les sièges 66 et 68 sont réalisés sous forme d'inserts mis en place dans le moule lors de la coulée du métal formant l'enveloppe 50. Chaque insert 66, 68 a la même forme que l'insert représenté sur la figure 2. I1 comprend essentiellement une partie d'ancrage ou d'accrochage 70 et une face d'étanchéité 72. Les deux faces d'étanchéité 72 sont parallèles entre elles. Lors de la coulée du métal il se réalise une fusion métallurgique entre la partie d'ancrage des inserts 66 et 68 et l'enveloppe 50 dru corps de vanne. I1 découle des exemples décrits précédemment que le procédé selon l'invention est particulièrement bien adapté à la realisation de la liaison entre l'enveloppe du corps de vanne et son ou ses sièges. En effet, la fusion métallurgique qui se produit entre les deux pièces assure non seulement une bonne liaison mécanique mais encore une liaison parfaitement étanche dont le contrôle est effectué en meme temps qu'on effectue le contrôle métallurgique du reste du corps de vanne. On ajoute que pour obtenir ce résultat il faut que la nature du matériau formant l'enveloppe, du matériau formant l'insert, et du matériau recouvrant éventuellement l'insert soit choisie de façon convenable. I1 faut de plus que la forme de la surface de l'insert destinée à entrer en contact avec l'enveloppe soit définie de telle manière qu'elle favorise l'accrochage et qu'elle permette le développement d'un gradient thermique qui favorise une fusion métallurgique suffisante sur toute la surface d'accrochage. Dans la description précédente, on a envisagé le cas où l'insert constitue le siège de la vanne. I1 va de soi que l'insert peut servir à réaliser d'autres parties fonctionnelles du corps de vanne. En particulier l'insert peut avoir la forme générale d'un manchon muni sur sa face externe d'une partie d'accrochage. Il constitue alors un palier pour l'axe de pivotement du battant du clapet. La figure 4 montre la forme d'un tel insert. L'insert 80 a la forme d'un manchon 82. La face cylindrique externe 84 du manchon 82 est munie d'une nervure 86 légèrement décalée par rapport au plan médian du manchon. La nervure 86 a, en section droite, une forme trapézoïdale et elle est disposée selon plan orthogonal à l'axe X,X' du manchon 82. La nervure 86 forme la partie d'accrochage de l'insert qui est noyée dans l'enveloppe du corps de vanne. Pour favoriser la fusion métallurgique. la paroi 84 et la nervure 86 peuvent présenter un revêtement en cuivre, en nickel ou en fer. Dans l'exemple décrit. l'insert a les cotes suivantes : longueur L du manchon : 32 mm ; diamètre extérieur De du manchon : 28 mm, et diamètre externe D de la nervure : 33 mm. Le procédé de l'invention peut également être utilisé pour réaliser d'autres parties d'une vanne. On peut citer la réalisation du chapeau. Celui-ci comprend une enveloppe qui est fixée sur le corps de vanne et qui se termine par un orifice pour le passage de la tige de commande de l'obturateur. A l'intérieur de l'enveloppe du chapeau on trouve une partie annulaire entourant ledit orifice. Cette partie annulaire comporte une face d'étanchéité pour coopérer, lorsque la tige de commande est en position haute avec une partie conique de la tige de commande. Cette étanchéité "arrière" a pour but de soulager les garnitures d'étanchéité entourant la tige de commande. Selon l'invention la partie annulaire du chapeau est constituée par un insert dont la partie d'accrochage est noyée dans l'enveloppe du chapeau. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un composant de robinetterie comportant une enveloppe, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes -on fournit un insert ayant une partie apte à réaliser une fonction de la vanne et une partie d'accrochage -on place ledit insert dans un moule ayant la forme convenable pour réaliser l'enveloppe dudit composant ; -on réalise la coulée dans ledit moule du matériau destiné à constituer ladite enveloppe de telle manière que ledit matériau entre en contact avec au moins ladite partie d'accrochage dudit insert pour réaliser une fusion métallurgique de la zone superficielle de ladite partie d'accrochage ; et -on procède au démoulage, par quoi on obtient une liaison étanche entre ledit insert et ladite enveloppe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enveloppe est l'enveloppe du corps de vanne et en ce que ledit insert a la forme d'une couronne pour constituer un siège pour ladite vanne. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit insert présente une face latérale interne sensiblement cylindrique, une première face plane formant surface d'étanchéité, une deuxieme face plane sensiblement parallèle à ladite première face plane, et une face latérale externe comportant une portion sensiblement cylindrique proche de ladite premiére face plane et une portion tronconique évasée proche de ladite deuxième face plane, au moins ladite portion tronconique et ladite deuxième face plane étant destinées à entrer en contact avec ledit matériau de coulée et limitant ladite partie d'accrochage. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que au moins ladite deuxième face plane et ladite portion tronconique de l'insert sont recouvertes d'une couche de matériau pour favoriser ladite fusion métallurgique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que, avant sa mise en place dans le moule, la première face plane dudit insert est recouverte d'un matériau dur. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enveloppe est l'enveloppe du corps dé vanne et en ce que ledit insert a la forme d'un manchon pour former un palier, et en ce que la face cylindrique externe du manchon est munie d'une nervure disposée selon un plan orthogonal à l'axe du manchon.