Brevet FR2618517A1 — publié le 19890127

"Robinet-clapet" La présente invention concerne un robinet-clapet comportant un corps recevant un papillon relié à un moyen de commande par l'intermédiaire d'une liaison au moins partiellement débrayable permettant, suivant la position du moyen de commande, de faire fonctionner le papillon comme le papillon d'un robinet en position de fermeture ou d'ouverture ou comme le papillon d'un clapet. En effet, dans certaines applications, il est souhaitable d'avoir un clapet interdisant la circulation inverse du fluide dans une canalisation, clapet qui est associé à un robinet permettant d'ouvrir le passage de la canalisation ou de fermer le passage. Un tel robinet-clapet est déjà connu. Toutefois, dans ce dispositif connu, le papillon est porté par un axe qui traverse le palier et les moyens d'étanchéité du corps du robinet pour être relié au moyen de commande proprement dit tel qu'un volant, avec un réducteur par l'intermédiaire d'une liaison partiellement débrayable, c'est-à-dire permettant de mettre le papillon dans la position de fermeture, la position d'ouverture ou la position de clapet. Cette solution connue présente l'inconvénient que l'axe en aval de la liaison débrayable doit traverser le palier et les moyens d'étanchéité, ce qui réduit considérablement sa liberté à cause du frottement de l'axe sur les éléments d'étanchéité et sur le palier du papillon. I1 en résulte une difficulté de fonctionnement en position de clapet ; le papillon risque de ne pas se fermer pour les faibles débits inverses. Or, un clapet doit fonctionner aussi librement que possible précisément pour se mettre en oeuvre au moindre débit inverse. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de cette solution connue et se propose de créer un robinet-clapet ayant un fonctionnement plus sûr que le robinet-clapet connu, notamment en position de clapet, qui soit moins encombrant et d'un faible poids. A cet effet, l'invention concerne un robinetclapet du type ci-dessus, caractérisé en ce que le moyen de liaison débrayable est logé à l'intérieur du corps, du côté du papillon, au-delà du palier et des moyens d'étanchéité traversés par l'axe relié au moyen de commande. Comme le moyen de liaison débrayable est logé à l'intérieur du corps du robinet au-delà du palier et des moyens d'étanchéité, le papillon peut basculer librement lorsque le robinet-clapèt est en position de clapet. En effet, les seuls frottements à vaincre sont ceux de la liaison débrayable, frottements qui peuvent être réduits à un minimum. Dans ces conditions, le clapet n'est nullement influencé par le frottement des joints et bagues d'étanchéité. Le papillon du clapet peut alors se fermer pour des débits très faibles et fonctionner réellement comme s'il s'agissait d'un clapet n'appartenant pas à un robinet-clapet, tout en offrant les avantages de cette combinaison, c'est-à-dire la réduction de l'encombrement et du poids. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la liaison débrayable est constituée de deux parties à griffes et cames, l'une des parties appartenant solidairement en rotation au papillon et l'autre partie appartenant à l'extrémité de l'axe du moyen de commande, ces deux parties coaxiales pouvant pivoter l'une par rapport à l'autre d'une fraction de tour. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le moyen de liaison débrayable permet un mouvement libre du papillon par rapport à l'axe du moyen de commande, mouvement libre qui, lorsque le moyen de commande est en position de fonctionnement clapet, correspond au basculement de la partie de la liaison débrayable solidaire du clapet, d'un angle sensiblement égal à la moitié de l'angle décrit par l'axe, entre la position d'ouverture et la position de fermeture. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue du robinet-clapet selon l'invention, avec une coupe partielle diamétrale du corps du robinet-vanne, - la figure 2 est une vue en coupe partielle axiale d'un robinet-clapet montrant le papillon, - la figure 3 est une vue en perspective de la liaison débrayable, - les figures 4A-4C montrent les trois positions du levier de commande du robinet-clapet, - les figures 5A-5C2 montrent les différentes positions possibles du papillon suivant la position du levier de commande, - les figures 6A-6C représentent les positions des organes de la liaison débrayable pour les différentes positions du levier de commande. Selon les figures 1 et 2, le robinet-clapet de l'invention comporte un corps 1 dans lequel est logé un papillon 2 monté mobile autour de l'axe géométrique X-X, en général horizontal. Les bords du papillon 2, de forme en général bombée, peuvent venir s'appuyer contre le siège 3 muni d'un joint 4. Pour des raisons de construction et de fonctionnement, le papillon est désaxé, l'axe X-X est en général horizontal et la partie inférieure du papillon est plus lourde que la partie supérieure, de manière que le poids du papillon tente de pousser celui-ci vers la position de fermeture. Le robinet-clapet comporte un moyen de commande 5 comportant, par exemple, un volant 6 et un réducteur 7 attaquant un axe 8 relié au papillon 2 par l'intermédiaire d'une liaison 9 au moins partiellement débrayable. La liaison partiellement débrayable 9 est située du côté du papillon 2 relié à la commande 5 à l'intérieur du corps 1 du robinet-clapet. Cette liaison débrayable 9 se compose d'une partie 91 solidaire du papillon 2 et d'une partie 92 solidaire de l'axe 8 du moyen de commande 5. Cet axe 8 traverse le palier 11 du corps 1. Ce palier 11 est muni de joints 12, 13 assurant l'étanchéité entre le palier et l'axe 8 ainsi que d'un joint d'étanchéité 14 entre le palier 11 et la partie tubulaire 15 du corps 1 du robinet. Comme la liaison débrayable 9 est située au-delà du palier 11, à l'intérieur du corps 1, du côté du papillon 2, la partie 91 de cette liaison débrayable n'est nullement influencée par les forces de frottement entre l'axe 8 et les joints 12, 13. Le papillon 2 peut donc, lorsqu'il est en position de clapet, pivoter librement sans que ce pivotement ne soit freiné ou empêché par le frottement sur des joints d'étanchéité. De manière plus détaillée et suivant le mode de réalisation représenté, la structure de la liaison débrayable 9 est la suivante La partie 91 solidaire du papillon 2 se compose d'un manchon 910 muni d'un perçage 911, intérieur. Ce manchon 910 porte deux dents 912 diamétralement opposées. L'autre partie 92 de cette liaison est constituée par l'axe 8 et son extrémité 8A venant à l'intérieur du perçage 911 avec du Jeu pour permettre le pivotement relatif, l'extrémité 8A constituant ainsi un pivot. La partie 92 comporte également au moins deux cames formant des butées 920 qui limitent le mouvement de pivotement relatif de la partie 91 en coopérant avec les dents 912 de cette partie 91. De l'autre côté de l'axe géométrique X-X de pivotement du papillon 2, le montage se fait également par un pivot 20 solidaire d'un bottier d'étanchéité 21 fixé au corps 1 du robinet ; le papillon 2 comporte également un manchon 21 qui reçoit le pivot 20. La figure 3 montre de manière plus explicite la forme de la liaison 9 partiellement débrayable. Cette figure 3 montre en vue éclatée, la disposition des différentes parties et pièces constituant la liaison partiellement débrayable 9. Le fonctionnement du robinet-clapet ci-dessus sera décrit à l'aide des figures 4A-6C. Les figures 4A, 4B, 4C montrent les trois positions possibles du robinet-clapet. Pour schématiser les dessins et rendre ceux-ci plus clairs, le volant 6 de la figure 1 a été remplacé par un levier 6' commandant le papillon 2 par l'intermédiaire de la liaison partiellement débrayable 9 dont les diverses positions relatives sont représentées aux figures 5A-5C2. A la figure 4A, le levier 6t est en position de fermeture verrouillée (V). A la figure 4B, le levier 6' est en position intermédiaire de clapet (I). A la figure 4C, le levier 6' est en position d'ouverture verrouillée (H). Les figures 5A-5C2 montrent les positions du papillon pour les trois positions V, I et H du levier 6'. A la figure 5A qui correspond à la position de fermeture verrouillée du levier 6', le papillon 2 est appliqué contre son siège 3. Le fluide A pousse dans la direction de la flèche A mais ne peut ouvrir le papillon. Cette position est la position de fermeture du robinetclapet. Les figures 5B1 et 5B2 montrent les deux positions que peut prendre lue papillon 2 suivant la direction de poussée du fluide, Ie levier 6' occupant la position intermédiaire (I) dans laquelle le papillon 2 peut fonctionner comme clapet unidirectionnel, libérant le passage pour le fluide circulant dans la direction A mais interdisant le passage du fluide dans la direction inverse B. Comme déjà indiqué, la géométrie du papillon 2 et sa disposition sur son axe X-X (voir figures 1 et 2) est telle que le fluide circulant dans la direction A (figure 5B1) commande le basculement du papillon dans le sens contraire des aiguilles d'une montre (direction de rotation P). Le papillon 2 bascule ainsi dans la direction de la flèche P jusqu'à ce que son mouvement de basculement soit limité par la liaison partiellement débrayable 9 comme cela sera décrit ultérieurement. Par contre, lorsque le fluide pousse dans la direction B, du fait de sa géométrie, le papillon 2 pivote dans la direction de la flèche M et s'appuie contre son siège 3. Le papillon est alors fermé. Les figures 5C1 et 5C2 montrent la position d'ouverture verrouillée du papillon correspondant à la position H (figure 4C) du levier de commande 6'. Pour cette position du levier 6', la liaison partiellement débrayable 9 est en butée et le clapet 2 ne peut occuper que la position d'ouverture représentée aux figures 6C1 et 6C2, quel que soit le sens de poussée A ou B du fluide. Cette position correspond à celle d'un robinet ouvert. En résumé, aux positions V et H représentées aux figures 4A et 4C, le robinet-clapet fonctionne comme un robinet mis respectivement dans la position de fermeture et dans la position d'ouverture alors que, dans la position intermédiaire I, le robinet-clapet fonctionne comme un clapet et non un robinet, le clapet s'ouvrant ou se fermant suivant le sens de poussée du fluide. Les figures 6A-6C montrent la position relative des deux parties de la liaison partiellement débrayable 9 décrite ci-dessus. Selon la figure 5A qui correspond à la position de fermeture verrouillée du robinet, les cames 920 ont pivoté dans le sens des aiguilles d'une montre (flèche M) du fait du pivotement du levier 6' également dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre (M) ; par ce mouvement, les cames 920 ont poussé dans la même direction les dents 912 portant solidairement le papillon 2 (non représenté) jusqu'à ce que le papillon soit appliqué contre son siège 3. Cette position de fin de course du papillon 2 correspond à la "butée de fin de course" F1. Dans cette position, les dents 912 (et par suite le papillon 2) sont immobilisés car aucun mouvement n'est possible pour les dents 912. En d'autres termes, dans cette position, les dents 912 sont bloquées tant dans la direction de la flèche M puisque son papillon s'appuie sur son siège et dans la direction inverse puisque les cames 920 interdisent le pivotement des dents 912 (et par suite du papillon 2) dans le sens opposé des aiguilles d'une montre. Cette position de fin de course est celle représentée à la figure 4A pour le levier 6', à la figure SA pour les dents 912 et les cames 920 et à la figure 6A pour le papillon 2. Comme déjà indiqué, dans la position fermée de verrouillage, le papillon 2 est plaqué contre son siège 3 par les cames 920. Cette position de butée est représentée par les butées F1 à la figure 6A. De façon similaire, les cames 920 plaquent les dents 912 contre les butées de fin de course d'ouverture F2 à la figure 6C. Dans la position intermédiaire I correspondant à la fonction clapet, les cames d'entrainement 920 ont été pivotées solidairement avec le levier 6' de sorte que les dents 912 peuvent pivoter par rapport à la position qu'elles occupaient à la figure 6A dans le sens contraire des aiguilles d'une montre (flèche P) sous l'effet de la poussée du fluide agissant dans la direction A. Lorsque la poussée du fluide s'inverse et se dirige suivant la flèche B (figure 5B2), les dents 912 peuvent pivoter de la position représentée à la figure 6B1 dans la position représentée à la figure 6B2. Enfin, lorsque le levier de commande 6' est pivoté partant de la position I dans la position H de la figure 4C, ce pivotement se traduit par le pivotement correspondant des cames d'entrainement 920. Dans la description des figures 4A-6C, la position angulaire du levier 6' et des cames d'entrainement 920 est décalée de 900. Ainsi, selon l'exemple ci-dessus, le levier de commande 6' peut basculer d'un quart de tour entre la position V et la position H en passant par la position I qui, de façon avantageuse, correspond sensiblement à la position bissectrice des positions V et H. Dans le cas du volant 6 de la figure 1, le mouvement peut être démultiplié et le mouvement de quart de tour du levier 6' peut être remplacé par un mouvement d'une fraction de tour ou d'un ou plusieurs tours du volant, chacune des positions V, I et H et, surtout la position I, étant matérialisées par un repère. Comme le montrent les figures 6A-6C, les cames d'entrainement 920 peuvent pivoter d'un quart de tour. I1 en est de même des dents 912 dont le mouvement est limité par la position des cames 920 et par les butées F1, F2. REVENDICATIONS 1) Robinet-clapet comportant un corps (1) recevant un papillon (2) relié à un moyen de commande (6, 6') par l'intermédiaire d'une liaison au moins partiellement débrayable (9) permettant, suivant la position du moyen de commande (5), de faire fonctionner le papillon (2) comme le papillon'd'un robinet (en position de fermeture ou d'ouverture) ou comme le papillon d'un clapet, robinet-clapet caractérisé en ce que le moyen de liaison débrayable (9) est logé à l'intérieur du corps (1) du côté du papillon (2) au-delà du palier (11) et des moyens d'étanchéité (14, 17) traversés par l'axe (10) relié au moyen de commande. 2) Robinet-clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison débrayable (9) est constituée de deux partiés (91, 92) à griffes (912) et cames (920), les parties appartenant solidairement en rotation respectivement au papillon (2) et à l'extrémité de l'axe du moyen de commande (6, 6'), ces deux parties coaxiales pouvant pivoter l'une par rapport à l'autre d'une fraction de tour. 3) Robinet-clapet selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen de liaison débrayable (9) permet un mouvement libre du papillon (2) par rapport à l'axe du moyen de commande (6, 6'), mouvement libre qui, lorsque le moyen de commande est en position de fonctionnement clapet, correspond au basculement de la partie de la liaison débrayable solidaire du clapet (2), d'un angle sensiblement égal à la moitié de l'angle décrit par l'axe entre la position d'ouverture et la position de fermeture.