Brevet FR2598770A1 — publié le 19871120

La présente invention concerne une vanne avec un corps en deux parties reliées avec étanchéité, munies chacune d'une tubulure et délimitant entre elles un orifice de passage obturable par un disque opercule monté dans une des parties du corps par l'intermédiaire d'un arbre de réglage et chargé par un ressort sur l'orifice de passage, des joints assurant l'étanchéité entre l'orifice de passage et la tubulure opposée au disque opercule et entre l'arbre de réglage et l'extérieur. Dans une vanne connue du type précité (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 25 53 22Y), l'ori- fice de passage est formé directement par une des tubulures qui, au voisinage dudit orifice, est entouré par une bague d'étanchéité sur laquelle un ressort applique le disque opercule. L'arbre de réglage est monté dans la même partie du corps et entouré par un joint torique assurant son étanchéité par rapport à l'extérieur. Les éléments d'étanchéité utilisés dans cette vanne sont certes très simples, mais l'inconvénient réside dans une durée de vie relativement limitée.Une telle vanne n'est donc pas utilisable comme vanne de régulation, insérée dans une régulation automatique et devant effectuer de nombreux cycles de régulation, comme dans le cas par exemple des vannes de régulation d'eau dans les chauffages de véhicule. Le risque existe alors que les joints d'étanchéité élastiques employés soient détériorés au bout d'un temps relativement court et n'assument plus leur fonction. Un autre type de vanne (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 25 14 886) comprend un corps monobloc portant les deux tubulures. Un disque d'étanchéité élastique, sur lequel est appliqué un disque opercule qu'un arbre de réglage fait tourner, est logé dans le corps comportant une nervure transversale entre les tubulures. Le disque opercule est appliqué par un ressort sur le disque d'étanchéité élastique qui sert de disque de glissement au disque opercule. L'arbre de réglage est monté dans un couvercle inséré avec étanchéité dans le corps par rapport auquel un joint torique assure son étanchéité.Ce type présente aussi les inconvénients précités, à savoir une résistance insuffisante des éléments d'étanchéité à l'usure, de sorte qu'une telle vanne ne convient guère comme vanne de régulation devant effectuer du nombreux cyles de régulation. L'invention a pour objet une vanne du type précité, se prêtant à l'utilisation en vanne de régulation et ne perdant pas son étanchéité meme après un nombre élevé de cycles de régulation. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'orifice de passage est usiné dans un disque de glissement fixe, dont une bague élastique assure l'étanchéité par.rapport à la tubulure opposée au disque opercule; et l'arbre de réglage porte une manchette d'étanchéité dont l'extrémité libre est fixée avec étanchéité sur un anneau de glissement entourant l'arbre de réglage et sur lequel prend appui le ressort qui applique le disque opercule sur les disques de glissement et l'anneau de glissement sur une pièce de glissement fixe entourant 1 'arbre de réglage et maintenue dans la partie correspondante du corps avec interposition d'un joint d'étanchéité élastique. Dans cette forme de réalisation, des éléments d'étanchéité sont divisés chacun en deux joints d'étanchéité, un joint élastique statique et un joint glissant. Aucun mouvement relatif n'apparat entre les pièces dont l'étanchéité est assurée par les joints élastiques, qui ne sont donc soumis à aucune usure. Leur durée de vie est ainsi pratiquement illimitée. Les mouvements relatifs nécessaires se produisent entre des joints d'étanchéité glissants, qui sont précontraints élastiquement de facon que l'usure pouvant apparaître au cours du temps entre les pièces glissant l'une sur l'autre ne risque pas d'entraîner une fuite. Une telle vanne a par suite une durée de vie pratiquement illimitée, même quand elle est utilisée comme vanne de régulation devant effectuer de nombreux cycles de régulation. Selon une autre caractéristique de l'invention, la manchette d'étanchéité est entourée par un ressort à boudin qui l'applique sur un collet de l'arbre de réglage et un collet de l'anneau de glissement. Le ressort à boudin assure ainsi l'étanchéité non seulement entre les éléments glissant l'un sur l'autre, mais aussi par rapport à l'arbre de réglage et à l'anneau de glissement. Le matériau du disque de glissement et/ou du disque opercule peut être choisi en fonction du fluide circulant dans la vanne L'appariement de matériaux employé dépend essentiellement de la nature du fluide en circulation et de ses éventuelles impuretés. Le disque de glissement et/ou le disque opercule peuvent etre produits en matière plastique ou en matériaux métalliques. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le disque de glissement et le disque opercule sont réalisés sous forme de plaquettes céramiques. Un appariement de matériaux est de même prévu pour l'anneau et la pièce de glissement. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arbre de réglage traverse le disque opercule et porte un tourillon logé dans un évidement du disque de glissement. Il en résulte un guidage précis de l'arbre de réglage à ses deux extrémités. Selon une autre caractéristique de 1 invention, le disque de glissement prend appui dans la région de son bord opposé au disque opercule sur un collet du corps. Un appui régulier du disque de glissement est ainsi assuré, de sorte qu'une application régulière, avec une pression surfacique régulière, est établie entre le disque de glissement et le disque opercule. Il convient que le disque opercule et le disque de glissement présentent sensiblement le même diamètre extérieur, ce qui conduit à une distribution régulière des forces. Selon une autre caractéristique de l'invention, le disque de glissement est centré et bloqué en rotation dans un épaulement cylindrique de la partie du corps contenant l'arbre de réglage. Ce dernier est ainsi monté dans cette partie du corps d'une part directement et d'autre part indirectement par l'intermédiaire du disque de glissement. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'épaulement cylindrique entoure le collet de l'autre partie du corps soutenant le disque de glissement et est relié avec étanchéité audit collet. Cette disposition assure une bonne possibilité d'étanchéité entre les deux parties du corps, qui peuvent être collées ou soudées. Selon une autre caractéristique de l'invention, les tubulures sont prolongées au moins sensiblement jusqu'au disque de glissement et/ou au disque opercule. Il en résulte un écoulement pratiquement sans à-coups, de sorte que la vanne ne présente que de faibles pertes. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les tubulures alignées sont inclinées par rapport au disque de glissement et au disque opercule. L'arbre de réglage est ainsi en saillie en oblique sur la partie correspondante du corps, de sorte qu'il est accessible pour un montage direct par enfichage, bride ou vissage du servomoteur pneumatique, électromagnétique ou électrique correspondant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et du dessin annexé sur lequel la figure 1 est une coupe d'une vanne selon 1 invention; et la figure 2 est une élévation de la vanne selon figure 1, dans le sens de la flèche II. La vanne représentée comprend un corps en deux parties 1, 2, munies chacune d'une tubulure 3, 4 réalisée en raccord pour flexible. Entre les deux parties 1, 2 du corps se trouve un disque de glissement 9 fixe, avec un orifice de passage aligné sur les tubulures 3, 4 et parallèle à un disque opercule 6 qui lui est affecté. Le disque opercule 6, muni d'un orifice de passage 17 identique à l'orifice de passage 5, est réglable par un arbre 7 de facon à ouvrir ou fermer l'orifice de passage 5 totalement ou partiellement. L'arbre de réglage 7 est monté dans un palier 20 d'un épaulement du corps 1 et, du côté opposé, par un tourillon 16 dans un évidement du disque de glissement 9. L'arbre de réglage 7 est muni dans la région du disque opercule 6 d'un polygone auquel correspond un évidement conjugué d'entraînement du disque opercule 6. Un ressort à boudin 8 applique l'arbre de réglage 7 et, par l'intermédiaire d'un collet 15, le disque opercule 6 sur le disque de glissement 9. Le ressort à boudin 8 entoure une manchette d'étanchéité 11, dont il applique une extrémité sur le collet 15 de l'arbre de réglage 7. L'autre extrémité de la manchette d'étanchéité li est enfichée sur un collet d'un anneau de glissement, sur lequel elle est maintenue par le ressort à boudin 8. L'anneau de glissement 12 prend appui, suivant la direction axiale de l'arbre de réglage 7, sur une pièce de glissement 13 qui entoure également l'arbre de réglage 7 avec un intervalle et qui est maintenue dans l'épaulement de la partie 1 du corps avec interposition d'un joint d'étanchéité élastique 14. Ce dernier peut être une manchette en caoutchouc ou en matériau semblable. Il est toutefois possible aussi de coller la pièce de glissement 13 dans l'épaulement de la partie 1 du corps, à l'aide d'une colle ou d'une masse d'étanchéité élastique. Le disque opercule 6 et le disque de glissement 9 sont logés dans un épaulement cylindrique 21 de la partie 1 du corps. Le disque de glissement 9 présente un diamètre légèrement supérieur à celui du disque opercule 6 tournant et est bloqué en rotation et centré dans l'épaulement 21. Du côté opposé au disque opercule 6, le disque de glissement 9 prend appui sur un collet 18 qui soutient son bord. Le collet 18 comporte une gorge 19 ouverte du côté du disque de glissement 9 et contenant une bague d'étanchéité élastique 10, en particulier un joint torique, qui s'applique sur le disque de glissement 9 et se déforme élastiquement lors de l'assemblage des deux parties 1, 2 du corps. L'épaulement cylindrique 21 de la partie 1 du corps entoure le collet 18 auquel il est relié avec étanchéité, en particulier par un soudage ultrasons. Comme le montre la figure 1, l'épaulement annulaire 21 et le collet 18 sont étagés, de sorte qu'un assemblage est possible uniquement dans la position correcte, où les deux tubulures 3, 4 sont alignées. Les deux tubulures 3, 4 sont disposées suivant un angle d'environ 30 par rapport à l'arbre de reglage 7 et par suite sous un angle d'environ 600 par rapport au disque de glissement 9 et au disque opercule 6. L'axe de rotation du disque opercule 6 se situe sensiblement dans le prolongement des parois des tubulures 3, 4 , de sorte que grandes sections des orifices de passage 5, 17 sont obtenues sans encombrement important de l'ensemble de la vanne. Les tubulures 3, 4 sont prolongées chacune jusqu'à la proximité immédiate des orifices de passage 17, 5 correspondants, ce qui assure un écoulement linéaire. Les orifices de passage 5, 17 sont usinés dans le disque opercule 6 et le disque de glissement 9 avec la même inclinaison que les tubulures 3, 4, ce qui assure aussi un écoulement linéaire et sans à-coups. Comme le montre aussi la figure 1, les tubulures 3, 4 sont renforcées par des douilles 22, 23 métalliques intérieures. La partie 1 du corps comporte en outre des pattes latérales 24, 25 pour la fixation sur une pièce ou sur un servomoteur. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Vanne avec un corps en deux parties reliées avec étanchéité, munies chacune d'une tubulure et délimitant entre elles un orifice de passage obturable par un disque opercule monté dans une des parties du corps par l'intermédiaire d'un arbre de réglage et chargé par un ressort sur l'orifice de passage, des joints assurant l'étan- chéité entre l'orifice de passage et la tubulure opposée au disque opercule et entre l'arbre de réglage et l'extérieur, ladite vanne étant caractérisée en ce que l'orifice de passage (5) est usiné dans un disque de glissement (9) fixe, dont une bague élastique (10) assure l'étanchéité par rapport à la tubulure (4) opposée au disque opercule (6); et l'arbre de réglage (7) porte une manchette d'étanchéité (11) dont l'extrémité libre est fixée avec étanchéité sur un anneau de glissement (12) entourant l'arbre de réglage (7) et sur lequel prend appui le ressort qui applique le disque opercule (6) sur le disque de glissement (9) et l'anneau de glissement (12) sur une pièce de glissement (13) fixe entourant l'arbre de réglage (7) et maintenue dans la partie (1) correspondante du corps avec interposition d'un joint d'étanchéité (14) élastique. 2. Vanne selon revendication 1, caractérisée en ce que la manchette d'étanchéité (11) est entourée par un ressort à boudin (8) qui l'api plique sur un collet (15) de l'arbre de réglage (7) et un collet de l'anneau de glissement (12). 3. Vanne selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le disque de glissement (9) et le disque opercule (6) sont réalisés sous forme de plaquettes céramiques. 4. Vanne selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'anneau de glissement (12) et/ou la pièce de glissement (13) sont produits sous forme de pièces céramiques moulées. 5. Vanne selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'arbre de réglage (7) traverse le disque opercule (6) et est monté par un tourillon (16) dans un évidement du disque de glissement (9). 6. Vanne selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le disque opercule (6) présente un orifice de pas sage (17) identique à l'orifice de passage (5) du disque de glissement (9). 7. Vanne selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le disque de glissement (9) prend appui, dans la zone de son bord opposé au disque opercule (6), sur un collet (18) de la partie (2) correspondante du corps. 8. Vanne selon revendication 7, caractérisée en ce que le collet (18) de la partie (2) du corps soutenant le disque de glissement (9) comprend une gorge (19) circulaire, ouverte du côté du disque de glissement (9) et contenant une bague d'étanchéité (10). 9. Vanne selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le disque opercule (6) et le disque de glissement (9) présentent sensiblement le meme diamètre extérieur. 10. Vanne selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le disque de glissement (9) est centré ou bloqué en rotation dans un épaulement cylindrique (21) de la partie (1) du corps contenant l'arbre de réglage (7). 11. Vanne selon revendication 12, caractérisée en ce que l'épaule- ment cylindrique (21) entoure le collet (18) de l'autre partie (2) du corps soutenant le disque de glissement (9) et est relié avec étanchéité audit collet. 12. Vanne selon une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les tubulures (1, 2) sont prolongées au moins sensiblement jusqu'au disque de glissement (9) et/ou au disque opercule (6). 13. Vanne selon une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que les tubulures (3, 4) alignées sont inclinées par rapport au disque de glissement (9) et au disque opercule (6). 14. Vanne selon une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le disque de glissement (9) et le disque opercule (6) sont excentrés par rapport aux tubulures (1, 2).