Brevet FR2599806A1 — publié le 19871211

VALVE POUR ETANCON A FLUIDE OU ORGANE ANALOGUE La présente invention concerne une valve pour étançon à fluide ou organe analogue. Ces valves se montent directement sur les étançons de mines par exemple, et permettent de serrer L'étançon entre deux parois, par exemple le mur et le toit, étançon étant alors alimenté en fluide hydraulique par un pistolet spécial. Une autre fonction de ces valves est de foudroyer l'étançon, ctest-àdire de le vidanger grâce à une- clé spéciale. Cette opération a pour résultat de rejeter à ltextérieur le fluide constitué en général de 95 8 d'eau et de 5 k d'huile soluble. Une troisième fonction de ce type d'appareil est une fonction de sécurité permettant à étançon de glisser suite à une surcharge du toit, ltexcédent de fluide contenu dans l'étançon étant rejeté à ltexté- rieur par la valve. Les valves pour étançon de l'art antérieur comportent en général trois.clapets, un clapet d'alimen- tation, sur le nez duquel vient se brocher le pistolet d'alimentation, un clapet de foudroyage commandé manuellement par un levier ou une came et un clapet de sécurité. Le clapet de foudroyage lorsqu'il n'est pas actionné, est fermé par un ressort et par la pression hydraulique régnant dans 'étançon. Dans les dispositifs connus le diamètre du clapet est plus petit que le piston auquel il est lié. Par conséquent l'effort pour ouvrir le clapet de foudroyage est important et proportionnel å la pression interne de l'étançon sur le piston. Il existe également des valves comportant seulement deux clapets disposés dans une cartouche, un premier clapet d'alimentation et de vidange et un deuxième clapet de sécurité. Dans ce cas le foudroyage ou la vidange s'effectue en poussant la cartouche qui porte les clapets contre la pointe de la pièce d'admission. La pression interne de l'étançon s'oppose au déplacement de la cartouche dont la course peut être importante pour amener le clapet en contact avec la pointe d'admission. Enfin au moment de la vidange la pression interne de l'étançon s'oppose à l'ouverture du clapet d'alimentation et de foudroyage et il faut non seulement vaincre cette force, mais également surmonter la force d'un ressort qui ramène normalement la cartouche dans sa position normale de travail.On comprend donc aisément que si la pression interne de l'étançon est élevée, le déverrouillage ou la vidange de la valve est difficile. Ainsi pour des valves de 30 mm de diamètre et des pressions internes qui sont de l'ordre de 500 à 600 bars, l'effort à exercer sur la tête de la cartouche dépasse 3 tonnes. Un autre inconvénient de l'art antérieur est que le corps des valves est en général constitué de deux parties et nécessite un outillage de montage. Par ailleurs les valves à trois clapets comportent un grand nombre de pièce. Ce premier but est atteint par le fait que la valve- pour étançon à fluide ou organe analogue comporte un premier clapet et un deuxième clapet sollicités à la fermeture respectivement par un premier et un deuxième moyen élastiques et mettant en communication une chambre interne de l'étançon avec l'extérieur ou avec une source d'alimentation, ledit premier clapet dit clapet d'alimentation étant sollicité à l'ouverture par la pression du fluide d'alimentation de l'étançon, ledit deuxième clapet étant sollicité à l'ouverture par des moyens d'actionnement extérieurs pour remplir un rôle de foudroyage et/ou par la pression interne du fluide de l'étançon pour remplir un rôle de sécurité. Un premier but de l'invention est donc de proposer une valve palliant les inconvénients de l'art antérieur et nécessitant des efforts moins importants pour effectuer la vidange ou le foudroyage. Un deuxième but de l'invention est de proposer une valve dont le corps est monobloc. Un troisième but de l'invention est de proposer une valve comportant un minimum de pièces de façon à la rendre plus économique et plus facile à monter. Ces deuxième et troisième buts sont atteints par le fait que la valve comprend un corps cylindrique percé de deux alésages communiquant entre eux par un étranglement, le premier alésage étant pourvu à proximité de l'étranglement de perçages transversaux mettant en communication l'intérieur du corps cylindrique avec la chambre interne du vérin constituant l'étançon, un deuxième corps formant le siège du clapet d'alimentation pourvu en son centre d'un perçage, étant rendu solidaire du premier alésage interne de façon à former une chambre communiquant avec ltétranglement, les perçages transversaux et le perçage central, un deuxième siège de clapet du clapet de foudroyage et de sécurité étant disposé à l'intérieur de cette chambre et pourvu d'un perçage central communiquant avec l'étranglement, ce deuxième siège de clapet servant également d'appui au premier moyen élastique du clapet d'alimentation, le deuxième alésage recevant un pointeau sollicité en permanence en direction du deuxième siège de clapet par des seconds moyens élastiques entourant la tige du pointeau et prenant appui sur un bouchon vissé dans un filetage du deuxième alésage, ledit bouchon étant pourvu d'une ouverture centrale permettant le passage de la tige du pointeau dont l'extrémité opposée au siège du clapet est pourvue de moyens d'extraction permettant d'agir à l'encontre du ressort, la chambre constituée par le deuxième alésage, le bouchon et le pointeau étant en communication avec l'extérieur de l'étançon par des perçages. Un quatrième but de l'invention est de permettre de faire varier la pression interne de l'étançon à partir de laquelle le clapet de sécurité joue son rôle. Ce quatrième but est atteint par le fait que le clapet de foudroyage et de sécurité comporte des moyens pour régler la pression limite de fluide ou l'effort de foudroyage. Un cinquième but de l'invention est de proposer une valve dont le montage sur l'étançon puisse s'effectuer par des opérations simples et peu coûteuses. Ce but est atteint par le fait que le corps principal de la valve comporte, à l'extrémité associée au premier alésage, un épaulement de butée contre l'étançon et à l'extrémité opposée au premier alésage, une gorge destinée à recevoir un moyen de fixation tel qu'une rondelle élastique ou un cavalier. Un autre but de l'invention est de proposer un moyen de fixation facile pour le pistolet d'alimentation de l'étançon. Ce but est atteint par le fait que la valve comporte sur son corps principal, à l'extrémité du premier alésage, un deuxième épaulement extérieur espacé du premier épaulement de butée, de façon à constituer avec le premier épaulement une rainure de fixation du pistolet d'alimentation de l'étançon. Selon une autre caractéristique, le corps cylindrique principal se prolonge du côté du deuxième alésage à l'extérieur de l'étançon de façon à protéger la tige du pointeau et les moyens d'extraction de cette tige. Selon une dernière caractéristique le prolongement du corps comporte un alésage transversal au deuxième alésage, la tige du pointeau étant de longueur sensible ment égale à la longueur de l'alésage et comportant à son extrémité opposée au pointeau, une rondelle solidarisée avec la tige, cette rondelle servant de point d'appui à un levier coudé dont le coude vient en appui sur la partie d'alésage transversale opposée à la-rondelle de façon à faire levier. Selon une dernière caractéristique, les clapets sont constitués par des billes. On décrira maintenant plus en détail une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée par les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente un étançon avec une valve sur laquelle est monté un pistolet d'alimentation - la figure 2 représente une vue en coupe de la valve - la figure 3 représente une vue en coupe de la valve associée avec le pistolet d'alimentation lors de l'opération de remplissage - la figure 4 représente une vue en coupe de la valve lors de l'opération de foudroyage ou de vidange. L'invention est constituée par une valve qui vient se loger transversalement au cylindre interne 18 d'un étançon dont le cylindre externe 19 constitue l'autre partie du vérin. La valve peut éventuellement aussi être montée soit sur le fût de l'étançon, soit sur un bloc soudé latéralement au fût ou au poinçon. L'extrémité supérieure du cylindre interne 18 comporte un plateau 181. A proximité de ce plateau la valve est placée transversalement à la direction longitudinale de ce cylindre et permet, lorsqu'elle est reliée à un pistolet d'alimentation 30, comme représenté à la figure 1, d'alimenter en fluide la chambre intérieure constituée par les deux cylindres 18 et 19 et de faire déplacer le plateau 181 vers le toit. La constitution de la valve va maintenant être expliquée en relation avec la figure 2. Sur cette figure 2 les parois verticales du cylindre 18 sont percées transversalement. A l'intérieur de ces perçages on vient souder un cylindre 180, qui met en communication par des orifices 181 le volume interne de l'étançon avec l'extérieur. Ces perçages 181 débouchent dans une gorge annulaire 182 pratiquée dans le cylindre 180. A chaque extrémité du cylindre 180 sont également pratiqués des alésages 183 de diamètre supérieur au diamètre interne du cylindre 180. Dans ce cylindre 180 on vient loger un corps principal 1, qui est percé d'un premier alésage 104 et d'un deuxième alésage 103. Les deux alésages 104 et 103 communiquent entre eux par l'intermédiaire d'un étranglement 107. Ce corps principal 1 comporte sur sa-périphérie extérieure une première -surface d'épaulement 100 qui vient en butée contre le cylindre 180, et à une certaine distance en direction de l'extrémité du corps associé au premier alésage un deuxième épaulement 101. Le premier et le deuxième épaulement respectivement 100, 101 sont espacés de façon à réaliser entre eux une rainure. Sur la périphérie extérieure de ce corps principal 1, sont pratiquées des gorges circulaires 105 disposées à des distances de l'épaulement 100 telles que lorsque le corps est en butée contre la pièce cylindrique 180, les rainures 105 se--trouvent de part et d'autre de la gorge 182 du cylindre 180. A l'intérieur de ces rainures 105 sont disposés des joints d'étanchéités 16.Le corps principal 1 est pourvu de perçages 106 mettant en relation la chambre 1060 constituée par la gorge 182 et la surface externe du corps 1 avec le premier alésage 1011. A l'intérieur de ce premier alésage 104 vient se monter sur un filetage 1040 un deuxième corps 9 servant de support au siège du clapet d'alimentation. Ce corps 9 est pourvu d'un perçage central aligné avec l'axe de symétrie du corps 1 et du cylindre 180. Le corps 9 une fois vissé dans le filetage 1040 partage le volume interne de l'alésage 104 en une chambre 105 communiquant avec l'intérieur de l'étançon et un volume ouvert proche de l'extrémité comportant les épaulements 100 et 101.Ce deuxième corps 9 comporte, du côté de la chambre 105 par rapport au filetage 10110, une gorge annulaire 91 dans laquelle un joint d'étanchéité 5 est disposé de façon à assurer l'étanchéité entre la pièce 9 et le corps principal 1. L'extrémité du corps 9, située du côté de la chambre 105, joue le rôle de siège pour un clapet à bille 7. Cette bille 7 est sollicitée en permanence en direction du siège 8 par un ressort 6. Le siège du clapet d'alimentation 7 peut etre constitué, comme représenté sur la figure 2, par une pièce 8 rapportée dans un trou borgne du corps 9. Dans la chambre 105 délimitée par l'extrémité du corps 9 et de l'alésage 104 débouchant par l'étranglement 107 dans l'alésage 103, est, précédemment au montage du corps 91 mise en place une pièce 2 constituant le siège du. clapet de sécurité et de foudroyage. Cette pièce 2 a substantiellement la forme d'une douille percée dans le centre de son fond par un alésage 20. Ses parois latérales externes comportent une gorge 21 dans laquelle vent se loger une bague annulaire d'étanchéité 3 assurant l'étanchéité entre cette pièce 2 et le corps principal 1.De plus, les parois latérales cylindriques de la douille sont pourvues de perçages transversaux- 23, permettant de mettre en communication le volume interne 22 de la douille avec la ir chambre 105 et à travers celle-ci avec l'orifice 181 et l'intérieur de l'étançon. Le ressort 6 du clapet d'alimentation prend appui sur la face interne du fond de la douille. Une bille 10, disposée dans l'étranglement 107, vient obturer l'orifice 20 du fond de la douille 2. Cette bille 10 est en appui sur un téton 111, lequel se trouve à l'extrémité d'une surface tronconique 110 qui est elle-même reliée à une tige 11 d'un pointeau. Un ressort 12 prend d'une part appui sur un épaulement 1100 du pointeau et d'autre part appui sur un bouchon 13 qui est lui-même vissé sur un filetage 108 pratiqué dans le second alésage 103.Le ressort 12 sollicite en permanence le pointeau et la bille 10 en direction de l'orifice 20 de la douille 2. L'alésage 103 est relié à l'alésage d'étranglement 107 par une surface tronconique correspondant à la surface tronconique 110 du pointeau. Le bouchon 13 comporte en son centre un alésage 130 qui permet le passage de la tige 11 du pointeau. Ce bouchon 13 comporte également sur sa face orientée vers l'extérieur de la valve des moyens permettant de le visser de façon à pouvoir régler la force exercée par le ressort 12 sur le pointeau 11 et la bille 10. La chambre délimitée par l'alésage 103 et le bouchon 13 débouche vers l'extérieur grâce à des perçages 102 pratiqués transversalement à l'axe-de symétrie du corps principal 1 dans la zone où se situe le ressort 12.Ces orifices 102 débouchent à proximité des alésages 183 et à cet endroit le corps principal 1 est également pourvu d'une gorge 1020 qui permet l'écoulement du fluide vers l'extérieur, lorsque cela est nécessaire comme on le verra par la suite. Enfin une gorge 1022 pratiquée sur la surface cylindrique extérieure du corps principal 1 permet d'accueillir une rondelle élastique 17, laquelle sert au maintien de la valve dans le cylindre 180. Le corps 1 se prolonge au-delà de la rondelle 17 à l'extérieur de l'étançon par une partie cylindrique. Cette partie cylindrique prolonge également l'alésage 103 et comporte un troisième alésage 109 dont l'axe de symétrie est transversal à l'axe de symétrie principal de la valve. La tige 11 du pointeau, de longueur légèrement inférieure à la longueur de l'alésage 103, comporte à son extrémité opposée à l'extrémité tronconique, une rondelle 14 rendue solidaire de cette tige par une goupille 15. Cette rondelle 14 est fixée sur la tige 11 de façon à pénétrer à l'intérieur de l'alésage 109. L'utilisation de cette rondelle 14 sera explicitée ultérieurement lors de l'explication de l'opération de foudroyage en relation avec la figure 4. La position des clapets de la figure 2 correspond soit à la situation dans laquelle l'étançon a été vidangé, soit la situation dans laquelle l'étançon a été mis sous pression et les deux extrémités de l'étançon appuient sur les deux parois à maintenir.Dans le cas où une surcharge s'établirait sur l'extrémité 181 de l'étançon, la pression interne du fluide augmente et est communiquée par l'orifice 181 à la chambre 105 et à la chambre 22. Cette pression agit sur la bille 10 et lorsque celle-ci devient supérieure à la force exercée par le ressort 12, la bille 10 libère l'orifice 20 ce qui permet l'écoulement du fluide en direction de la chambre 103, des perçages 102 et des alésages 103 vers l'extérieur. Ceci constitue la fonction clapet de sécurité. La fonction valve de remplissage va maintenant être explicitée à l'aide de la figure 3. Le pistolet d'alimentation 30 comporte une pièce 34 pourvue d'un alésage 340 central. Cette pièce 34 comporte un épaulement 341 qui vient s'appuyer contre l'extrémité du corps principal 1 de la valve. Sur cette pièce 34 est monté un verrou 35. Ce verrou 35 vient se fixer au moyen d'une griffe 350 sur l'épaulement 101. Cette griffe 350 a substantiellement la forme d'un fer à cheval. La pièce 35 comporte une ouverture 351 qui permet le coulissement de la pièce 35 de verrouillage sur la pièce 34 pour amener la griffe 350 en prise avec l'épau- lement 101. Le canal d'arrivée du fluide 340 est mis en communication par l'intermédiaire d'un tiroir 33 avee le canal 32 d'arrivée du fluide d'alimentation. Le tiroir 33 est actionné par la détente 31. En fonction du déplace-ment de la détente 31, le tiroir 33 met en communication le canal d'arrivée 32 avec le canal d'alimentation 34-. Ce canal 34 est relié au canal 90, ce qui établit la pre-s sion du fluide sur la bille 7.Lorsque la pression du fluide est suffisante, la bille 7, malgré l'action du ressort 6, est éloignée du siège de la pièce 9, et met en communication le canal 90 avec la chambre 22, l'orifice 23, le perçage 106 et le canal 181 qui met en relation la valve avec la chambre interne de l'étançon. L'étançon se remplit de fluide et le cylindre 18 sort peu à peu du cylindre 19 de façon à amener la surface 181 en contact avec le toit. Dès que la détente 31 est relâchée-, la pression du fluide d'alimentation diminue et le ressort 6 refoule la bille 7 contre le siège de la pièce 9. La fonction de foudroyage ou de vidange de l'étançon va maintenant être explicitée à l'aide de la figure 4. Un levier coudé 4 est introduit dans l'alésage 109 de façon que l'extrémité du levier vienne en appui contre la rondelle 14 solidaire de la tige 11 du pointeau. La partie coudée du levier vient en appui sur l'intérieur de l'alésage 109 du corps principal 1 opposé à la rondelle 111. En exerçant sur le levier 4 une force représentée par la flèche A, l'extrémité du levier agit sur la rondelle 14. Cette rondelle 14 transmet l'effort de traction à la tige 11.Lorsque l'effort exercé par le ressort 12 sur l'extrémité 110 de la tige 11 est inférieur à l'effort exercé par la pression du fluide à l'intérieur de la chambre 184 de l'étançon et à la force d'extraction exercée par le levier 4, le pointeau 11 recule et libère l'orifice 20 de façon à permettre l'écoulement du fluide de la chambre 22 qui est en liaison avec la chambre 184 de l'étançon, vers la chambre 103 puis au travers des orifices 102, vers la chambre 183 et enfin vers l'extérieur. De cette façon l'étançon peut être vidangé très rapidement et le cylindre 18 ramené complètement à l'intérieur du cylindre 19 sous l'action d'un ressort interne liant le plateau 181 avec l'extrémité fermée du, cylindre 19. La pression interne de l'étançon aide l'opérateur au foudroyage, l'effort sur le levier étant faible au début du foudroyage et croissant au fur et à mesure que la pression interne décroît. Ceci constitue un avantage car le système devient plus sensitif que les systèmes connus de l'art antérieur. Enfin les clapets étant constitués par des billes, la longueur des lignes d'étan chéité des clapets est faible d'où une réduction des risques de fuites. Il est bien évident que le clapet 10 qui est constitué par une bille pourrait être remplacé par l'extrémité conique du pointeau sans pour autant changer l'esprit de l'invention. De même, le filetage 10110 permettant de visser le corps 9 pourrait être remplacé par une rainure et une rondelle élastique. Naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les détails du mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Cette dernière englobe ainsi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Valve pour étançon à fluide ou organe analogue comportant un premier clapet et un deuxième clapet sollicités à la fermeture, respectivement, par un premier et un deuxième moyen élastiques, mettant en communication une chambre interne (184) de l'étançon avec l'extérieur ou avec une source d'alimentation, caractérisée en ce que le premier clapet dit clapet d'alimentation est sollicité à l'ouverture par la pression du fluide d'alimentation de l'étançon, le deuxième clapet étant sollicité à l'ouverture par des moyens d'actionnement extérieurs pour remplir la fonction de foudroyage et/ou par la pression interne du fluide de l'étançon pour remplir la fonction de sécurité. 2. Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet de foudroyage et de sécurité (10,20,11,12) comporte des moyens (13) de régler la pression limite de fluide ou l'effort de foudroyage. 3. Valve selon la revendication 5 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps principal cylindrique (1) perçé de deux alésages (103,104) communiquant entre eux par un étranglement (107), le premier alésage (104) étant pourvu à proximité de l'étranglement (107) de perçages transversaux (106) mettant en communication l'intérieur du corps cylindrique (1) avec la chambre interne (184) du vérin constituant l'étançon, un deuxième corps (9) formant siège du clapet d'alimentation (7) pourvu en son centre d'un perçage (90), ledit deuxième corps (9) étant rendu solidaire du premier alésage interne (1011) de façon à former une chambre (105) communiquant avec l'étranglement (107), les perçages transversaux (106) et le perçage central (90), un deuxième siège de clapet (2) du clapet de foudroyage et de sécurité étant disposé à l'intérieur de cette chambre (105) et pourvu d'un perçage central (20) communiquant avec l'étranglement (107), ce deuxième siège de clapet (2) servant également d'appui au premier moyen élastique (6) du clapet d'alimentation (7), le deuxième alésage (103) recevant un pointeau (110,111) sollicité en permanence en direction du siège du deuxième clapet (2) par des seconds moyens élastiques (12) entourant la tige (11) du pointeau et'prenant appui sur un bouchon (13) vissé dans un filetage (108) du deuxième alésage (103), ledit bouchon étant pourvu d'une ouverture centrale (130) permettant le passage de la tige (11) du pointeau dont l'extrémité opposée au siège du clapet (2) est pourvue de moyens d'extraction (111,15) permettant d'agir à l'encontre du ressort (12), la chambre constituée par le deuxième alésage (103), le bouchon (13), et le pointeau (11) étant en communication avec l'extérieur de-l'étançon par des perçages (102) et un alésage (183). 4. Valve selon la revendication 3, caractérisée en ce que le corps principal cylindrique (1) se prolonge du côté du deuxiè e alésage (103), à l'extérieur de l'étançon, de façon à protéger la tige (11) du pointeau et les moyens d'extraction (111,15) de cette tige. 5. Valve selon la revendication 4, caractérisée en ce que le prolongement du corps principal (1) comporte un alésage transversal (109) au deuxiè e alésage (103), la tige du pointeau (11) étant de longueur sensiblement égale à la longueur de l'alésage (103) et comportant à son extré ité opposée au pointeau (111) une rondelle (111) solidarisée avec la tige (11), cette rondelle (14) servant de point d'appui à un levier coudé (4) dont le coude vient s'appuyer sur la partie d'alésage transversale (109) opposée à la rondelle (111) de façon à faire levier. 6. Valve selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps principal (1) comporte à proximité de l'extrémité associée au premier alésage (104), un épaulement (100) de butée contre l'étançon (18) et à l'extrémité opposée au premier alésage (104), une gorge (1022) destinée à recevoir un moyen de fixation tel qu'une rondelle élastique (17). 7. Valve selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'extrémité du premier alésage (103) comporte un deuxième épaulement extérieur (101) espacé du premier épaulement (100) de butée, de façon à constituer une rainure de fixation du pistolet d'alimentation (30) de l'étançon. 8. Valve selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les clapets (10,7) sont constitués par des billes.